УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ И ФОРМОВАНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ТЕЛА ИЗ БРУСКА ТЕСТА Российский патент 1999 года по МПК A21C9/06 A21C11/10 B26D1/03 

Настоящее изобретение относится к устройству для формования пищевых продуктов и, в частности, к устройству для нарезания и формования сферических пищевых продуктов, таких как булочки или рисовые клецки с наполнителем ("пельмени") из двухслойного бруска пищевого материала, непрерывно экструдируемого экструдером.

Одно из известных устройств для нарезания и формования булочек раскрыто, например, в опубликованной заявке Японии на полезную модель 5-25432. В этом устройстве имеются по меньшей мере три шестигранные детали, выполненные из пластмассы и имеющие, каждая, две смежные скользящие поверхности, причем эти детали объединены в узел так, что скользящие поверхности упираются одна в другую, и этот узел установлен в многогранном корпусе так, чтобы образовать центральное отверстие, окруженное частями скользящих поверхностей, а при скольжении шестигранных деталей друг по другу - открывать и закрывать центральное отверстие для нарезания и формования проходящего сквозь нее бруска теста.

В известном устройстве другого типа, например, показанном в японской патентной публикации N 5-9051, многогранные элементы одинаковой формы шарнирно установлены на осях, эквидистантно расположенных по воображаемой окружности, при этом многогранные элементы расположены так, что каждый многогранный элемент вращается синхронно, а его грань отслеживает боковую поверхность соседнего элемента так, чтобы открывать и закрывать центральное отверстие, окруженное этими боковыми поверхностями так, чтобы нарезать и формовать проходящий сквозь него пищевой материал.

В известном устройстве для нарезания и формования сферического тела, показанном в опубликованной заявке Японии на полезную модель 5-25432, имеется тот недостаток, что пластмассовые шестигранники, заключенные в кожух, имеют тенденцию к расширению и заклиниванию или подгоранию под действием тепла, генерируемого при работе, которую в этом случае приходится прерывать.

Известное устройство из японской патентной публикации 5-9051 также имеет свои недостатки, заключающиеся в том, что между боковыми поверхностями соседних элементов (кроме поверхностей граней элементов) возникают зазоры во время отслеживания гранью многогранного элемента боковой поверхности соседнего элемента до тех пор, пока боковые поверхности этих элементов не упрутся друг в друга. Поэтому пищевой материал может попасть в зазоры, и поверхность пищевого материала потеряет форму. Кроме того, проблема также заключается в том, что поскольку лишь грани многогранных элементов касаются боковой поверхности соседнего элемента, то грани изнашиваются и центральное отверстие полностью не закрывается. Поэтому эффективность отрезания и формования снижается.

Поскольку устройство по изобретению не имеет корпуса, удерживающего узел многогранных элементов, детали не заклинивает даже при их тепловом расширении во время работы. Кроме того, поскольку по изобретению боковые поверхности многогранных деталей всегда скользящим образом упираются друг в друга, между ними не возникает зазора, куда может попасть пищевой материал.

Другими словами, изобретение предлагает устройство для нарезания и формования сферического тела из бруска теста, содержащее по меньшей мере три затворных элемента, каждый из которых имеет две соседних скользящих поверхности и удлиненное отверстие, выполненное в центральной части элемента, где каждый элемент шарнирно и подвижно установлен на валу, проходящем сквозь отверстие, при этом затворные элементы эквидистантно расположены по воображаемой окружности так, что одна скользящая поверхность затворного элемента отслеживает другую скользящую поверхность смежного затворного элемента с образованием центрального отверстия, окруженного несколькими скользящими поверхностями, отслеживаемыми другими скользящими поверхностями для нарезания и формования бруска теста, проходящего сквозь это центральное отверстие. Устройство содержит объединяющий элемент, который сводит скользящую поверхность затворного элемента с другой скользящей поверхностью соседнего затворного элемента для образования затворного узла, в котором затворные элементы удерживаются с возможностью скольжения без какого-либо их заклинивания или заедания, что позволяет непрерывно эксплуатировать это устройство для производства пищевых продуктов, не имеющих деформированных поверхностей.

Объединяющий элемент устройства по изобретению может быть элементом любого типа, приводящим смежные затворные элементы в скользящий беззазорный контакт друг с другом. Например, объединяющий элемент может иметь форму шпонки, тело которой может быть прикреплено к одному затворному элементу затвора, а защепляющий (шпоночный) участок может подвижно взаимодействовать с канавкой на другом затворном элементе.

Удлиненное отверстие в затворном элементе расположено параллельно скользящей поверхности. В каждом удлиненном отверстии установлен вращающийся вал, причем оси валов эквидистантно расположены по воображаемой окружности и общее количество таких валов равно количеству затворных элементов. Благодаря такой конструкции расстояние от вала до конца каждого затворного элемента меняется, чтобы предотвратить заклинивание затворных элементов друг на друге.

Приводными валами могут быть не все валы. В качестве приводного вала может служить только один вал, а остальные валы могут быть ведомыми валами или осями, которые не вращаются.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематичный вид спереди, частично в разрезе, всего устройства для нарезания и формования бруска пищевого материала согласно изобретению;
Фиг. 2 - схематичный вид сверху, частично в разрезе, показывающий механизм привода затворных элементов;
Фиг. 3 - схематичный вид сбоку, частично в разрезе, показывающий механизм привода затворных элементов;
Фиг. 4 - вид сверху, иллюстрирующий работу затворного узла по первому варианту выполнения;
Фиг. 5 - вид сверху, иллюстрирующий работу затворного узла;
Фиг. 6 - вид сверху, иллюстрирующий работу затворного узла;
Фиг. 7 - вид сверху, иллюстрирующий работу затворного узла;
Фиг. 8 - детальный вид в перспективе, показывающий затворный элемент;
Фиг. 9 - вид сверху, иллюстрирующий работу затворного узла затвора по второму варианту выполнения;
Фиг. 10 - вид сверху, иллюстрирующий работу затворного узла;
Фиг. 11 - вид сверху, иллюстрирующий работу затворного узла;
Фиг. 12 - вид сверху, иллюстрирующий работу затворного узла; и
Фиг. 13- детальный вид в перспективе другого типа затворного элемента.

Далее изобретение поясняется со ссылками на прилагаемые чертежи. Сначала приводится подробное описание первого варианта выполнения.

На фиг. 1 показан экструдер X, который непрерывно экструдирует пищевой материал. В этом варианте имеется два экструдера - один для наполнителя и один для оболочки, чтобы образовать непрерывный брусок D материала, который проходит сквозь центральное отверстие 2 (фиг. 5), образованное механизмом затвора 1, расположенным под экструдером X.

В механизме 3 привода затворного узла, показанном на фиг. 2 и 3, вращение двигателя 4 передается на зубчатый венец 31 и шестерни 32 через вращающийся копир 33, имеющий круглую канавку, по которой катится кулачок, соединенный с рычагом 34. Кулачок шарнирно установлен на раме так, чтобы движения кулачка передавались на рычаг 34, который толкает или вытягивает шток 35. Шток соединен с шестерней 36 для вращения валов 37, каждый из которых соединен с соответствующими шестернями 32, которые синхронно вращают элементы 6, 10 затвора, установленные на валах 37 для нарезания и формования бруска пищевого материала D.

Эксцентрик 38, соединенный с двигателем 4, служит для перемещения всего механизма 3 привода вверх и вниз на опорном валу 39. Вокруг эксцентрика имеется канавка спиральной формы, в которую входит кулачок, обеспечивающий подъем и опускание эксцентрика 38 при его вращении.

Транспортер 5, расположенный под механизмом 3 привода, предназначен для приема отрезанных и отформованных изделий и транспортировки их на следующую технологическую стадию. Транспортер 5 может перемещаться вверх и вниз синхронно с движениями механизма 3 привода.

В первом варианте, показанном на фиг. 3-7, затворный узел образован шестью элементами 6 одинаковой формы, причем каждый смежный элемент соединяется объединяющим элементом 7 так, чтобы боковые поверхности смежных элементов затвора контактировали друг с другом с возможностью скольжения. В каждом затворном элементе 6 выполнено удлиненное отверстие 8, расположенное так, что его продольная ось проходит параллельно скользящей поверхности 9, образующей центральное отверстие 2. Вращающиеся валы 37 поворачиваются вокруг шести осей B1, эквидистантно расположенных по воображаемой окружности a так, что каждый вал взаимодействует с удлиненным отверстием 8. Как показано на фиг. 8, каждый вал 37 может иметь рабочий вал 37a, гибко установленный на нем так, чтобы вал 37a мог входить в удлиненное отверстие 8 и скользить в нем в продольном направлении.

Смежные затворные элементы соединены объединительным элементом 7 так, чтобы предотвратить расхождение затворных элементов 6 во время их поворота под действием вращения валов 37. Поскольку расстояние от оси B1 до конца 16 может меняться, валы 37, 37a могут плавно скользить внутри удлиненных отверстий 8 для открывания и закрывания центрального отверстия 2. Если бы в затворных элементах 6 не было удлиненных отверстий 8 и если бы затворный элемент поворачивался валом, просто шарнирно установленным на нем, элемент затвора не мог бы поворачиваться плавно, поскольку его поворот блокировался бы в результате его взаимодействия с валом. Наличие удлиненного отверстия позволяет валу поворачиваться со скольжением для открывания и закрывания центрального отверстия 2.

На фиг. 4 показаны затворные элементы 6 в положении, когда образуемое ими центральное отверстие 2 закрыто. На фиг. 5-7 показаны положения, занимаемые элементами 6 во время открывания центрального отверстия 2.

Далее следует описание второго варианта выполнения изобретения со ссылкой на фиг. 9-12. Четыре затворных элемента 10 одинаковой формы соединены объединительными элементами 11 так, что скользящие поверхности каждого затворного элемента контактируют друг с другом с возможностью скольжения.

В каждом затворном элементе 10 выполнено удлиненное отверстие 12. Это удлиненное отверстие 12 расположено так, что его продольная ось проходит параллельно поверхностям 13 скольжения элемента 10 затвора, которые образуют центральное отверстие. 2.

Вокруг осей B2 вращаются валы 14, оси которых эквидистантно расположены по воображаемой окружности a. Кроме того, каждый вал 14 имеет рабочий вал 14a, проходящий сквозь удлиненное отверстие 12 и контактирующий с возможностью скольжения с его внутренней поверхностью.

Когда затворные элементы 10 поворачиваются под действием поворота валов 14, то поскольку смежные элементы соединены объединительными элементами 11, то затворные элементы 10 не расходятся. Поскольку расстояние от оси B2 до конца 16 элемента 10 может меняться, валы 14, 14a могут плавно перемещаться по внутренней поверхности удлиненного отверстия 8 для открывания и закрывания центрального отверстия 2.

Если бы в затворных элементах 6 не было удлиненных отверстий 8 и если бы затворный элемент поворачивался валом, просто шарнирно установленным на нем, элемент затвора не мог бы поворачиваться плавно, поскольку его поворот блокировался бы в результате его взаимодействия с валом. Наличие удлиненного отверстия позволяет валу поворачиваться со скольжением для открывания и закрывания центрального отверстия 2.

На фиг. 9 показаны затворные элементы 10 при закрытом центральном отверстии 2, которое они образуют. На фиг. 10-12 показаны положения, которые принимают затворные элементы 10 при открывании отверстия.

На фиг. 13 показан третий вариант выполнения затворного элемента и объединительного элемента по изобретению.

Затворный элемент 17 по третьему варианту имеет участок скользящей поверхности 18a, предназначенный для прижатия к внешней поверхности колбаски пищевого материала. Толщина прижимающего участка 18a постепенно уменьшается по направлению к концу.

На участке боковой скользящей поверхности 18 элемента 17 выполнена канавка 19, не заходящая на прессующий участок 18a. Другая канавка 20 соответственно выполнена на другой боковой скользящей поверхности. Зацепляющий участок 21a объединительного элемента 21 входит во вторую канавку 20 и крепится к задней части затворного элемента 17 винтом 23, проходящим в отверстие 22, выполненное в зацепляющем участке 21a. Другой зацепляющий участок 21b объединительного элемента 21 входит в канавку 19 смежного элемента 17.

Затворные элементы 17 таким образом собирают в затворный узел. После этого элементы затвора устанавливают на валы (не показаны), проходящие в соответствующие удлиненные отверстия 24, для нарезания и формования бруска пищевого материала при повороте этих валов.

Этот вариант, показанный на фиг. 13, отличается от варианта, показанного на фиг. 8, тем, что в нем объединительный элемент скрыт, когда элементы затвора собраны, за счет чего достигается компактность узла.

В вышеописанных вариантах валы поворачиваются на осях В, эквидистантно расположенных по воображаемой окружности, для привода соответствующих элементов. Однако нет необходимости ограничивать настоящее изобретение именно таким выполнением. Достаточно всего одного вала, вращаемого вокруг оси, для привода всех элементов затвора. В этом случае рабочие валы 37a, установленные на других валах 37, просто служат как ведомые валы. Кроме того, когда валы используются как ведомые валы, не требуются валы со скользящими поверхностями определенной формы, такие как рабочие валы 37a. Этот вал 37 может не вращаться, но устанавливается в удлиненное отверстие элемента затвора так, чтобы служить осью.

Затворный элемент 6 по фиг. 6 имеет выпуклые поверхности скольжения 9a и 9b, вогнутые поверхности скольжения 15a и 15b и кромки 16a и 16b, на которых встречаются эти выпуклые и вогнутые поверхности, за счет чего обеспечивается выпукло-вогнутое зацепление смежных затворных элементов.

Ниже поясняются функции и результаты двухстадийной операции нарезания и формования, осуществляемой затворными элементами 6, со ссылками на фиг. 1, 4 и 8.

Сначала, главным образом, поверхность скольжения 9a прижимает брусок пищевого материала D, поскольку центральное отверстие 2 уменьшается, так, что пищевой материал D деформируется по периферии, образуя шейку. В это время шейка, образованная за счет давления, прилагаемого со всех направлений, имеет уменьшенную площадь сечения, поэтому наполнитель не обнажается. Эта операция продолжается до тех пор, пока пищевой материал не будет отрезан кромками 16a, которые смыкаются в центре узла.

По мере того, как затворные элементы продолжают поворачиваться, кромки 16b продолжают сдвигаться, контактировать и перекрывать друг друга вплоть до окончания операции поворота, когда кромки 16b скрыты (как показано на фиг. 4).

Во время этой двухстадийной операции отрезания и формования, затворный узел может полностью разделять даже очень липкое тесто и направлять оболочку срезанного пищевого материала к его верхнему участку.

В другом варианте выполнения механизма 3 привода, двигатель 4 может быть управляемым, например, как сервомотор. Количество материала оболочки, направляемое узлом затвора при отрезании и формовании бруска пищевого материала, можно изменять, управляя частотой вращения, углом поворота и направлением вращения двигателя так, чтобы толщина оболочки в различных точках могла регулироваться, и в результате могли отрезаться и формоваться продукты различной формы.

Как описано выше, настоящее изобретение обеспечивает следующие результаты:
Поскольку устройство не имеет корпуса, в котором размещаются многогранные элементы, узел не подвержен заклиниванию, даже когда затворные элементы расширяются под действием тепла, генерируемого во время работы.

Кроме того, поскольку в настоящем изобретении боковые поверхности соседних многогранных элементов всегда контактируют друг с другом без зазора с возможностью скольжения, пищевой материал не может попасть в какой-либо зазор, который образуется в известных затворах между боковыми поверхностями многогранных элементов. Полученные изделия не имеют деформированных поверхностей.

Поскольку затворный узел по изобретению не заклинивается под воздействием тепла, что неизбежно происходит в известных устройствах, он может непрерывно работать в течение длительного времени.

Устройство предназначено для нарезания и формования сферических изделий, например пельменей. Устройство содержит затворные элементы, каждый из которых имеет две смежные поверхности скольжения и удлиненное отверстие. Имеется также объединительный элемент для соединения затворных элементов и валы. Последние эквидистантно расположены по воображаемой окружности для поворота со скольжением затворных элементов за счет взаимодействия с удлиненными отверстиями. Изобретение позволяет повысить эффективность формования, исключить заклинивание затворных элементов. 6 з.п.ф-лы, 13 ил.

1. Устройство для нарезания и формования сферического тела из бруска теста, содержащее по меньшей мере три затворных элемента, каждый из которых имеет две смежные поверхности скольжения и удлиненное отверстие, выполненное в центральной части затворного элемента, причем каждый затворный элемент установлен с возможностью поворота и скольжения на валу, проходящем сквозь отверстие, и эти валы эквидистантно расположены по воображаемой окружности таким образом, чтобы одна поверхность скольжения затворного элемента отслеживала другую поверхность скольжения смежного затворного элемента с образованием центрального отверстия, окруженного несколькими поверхностями скольжения, отслеживаемыми другими поверхностями скольжения для нарезания и формования бруска теста, проходящего сквозь центральное отверстие, отличающееся тем, что снабжено объединительным элементом, соединяющим одну поверхность скольжения затворного элемента и другую поверхность скольжения смежного затворного элемента для образования затворного узла, в котором затворные элементы установлены с возможностью их перемещения без заклинивания или заедания. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый затворный элемент имеет выпуклые поверхности скольжения и вогнутые поверхности скольжения так, что между смежными затворными элементами
возникает вогнуто-выпуклое зацепление. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объединительный элемент имеет форму шпонки, тело которой закреплено на одном затворном элементе, а ее шпоночный участок взаимодействует с возможностью скольжения с канавкой, выполненной на смежном затворном элементе. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что удлиненное отверстие расположено так, что его продольная ось проходит параллельно той поверхности скольжения затворного элемента, которая принимает участие в формировании центрального отверстия. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый вал снабжен рабочим валом, фиксированно установленным на нем так, чтобы рабочий вал мог входить в удлиненное отверстие и скользить в нем в продольном направлении. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит экструдер для экструзии бруска теста, механизм привода для привода затворного узла, при этом механизм привода содержит шестерню, соединенную с каждым валом для его поворота, зубчатый венец, взаимодействующий с каждой из шестерен для передачи вращения двигателя через кулачок, рычаг, шток и шестерню для привода зубчатого венца и эксцентрик, соединенный с двигателем, для перемещения механизма привода вверх и вниз. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что по меньшей мере один из валов является приводным валом для поворота затворных элементов.