устройство для формования конфетных масс

Формула изобретения

1. Устройство для формования конфетных масс, содержащее загрузочный бункер, полый формующий валок с ячейками на наружной стороне, в каждой из которых смонтирован толкатель, механизм возвратно-поступательного перемещения толкателей, включающий неподвижно установленный внутри формующего валка копир, нож с рабочей поверхностью, имеющей форму формующего валка и установленный снаружи последнего на рычагах, отличающееся тем, что механизм возвратно-поступательного перемещения толкателей снабжен кулачковым валом, кинематически связанным с формующим валком и установленным снаружи него диаметрально противоположно ножу, каждый толкатель выполнен с центральным каналом и оснащен размещенными в канале подпружиненным штырем и двуплечим рычагом, одно плечо которого предназначено для взаимодействия с штырем, а другое с внутренней поверхностью формующего валка.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что копир выполнен из отдельных кулачков, профиль каждого из которых имеет участки исходного положения толкателей, подпрессовки массы, выдержки массы под давлением и релаксации напряжений.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нож выполнен полым и снабжен каналами для подачи хладагента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кондитерской промышленности, преимущественно, для получения корпусов конфет из вязко-пластичных конфетных масс с малой прочностью, например, приготовленных "холодным способом".

Известно устройство для формования и охлаждения корпусов конфет, у которого ячейки формующего ротора образованы параллельными продольными и кольцевыми пазами, предназначенными для входа гибких элементов, огибающих ротор (а.с. СССР N 1037903, кл. А 23 G 3/12).

Основным недостатком данного устройства является то, что при работе поверхность гибких элементов покрывается конфетной массой и очистка их щетками не дает желаемого эффекта, особенно, при большой производительности.

Известно устройство для формования конфетных масс, в котором конвейер установлен со стороны загрузочного бункера, стенка которого имеет участок, примыкающий к поверхности барабана и направленный в сторону отводного участка ленточного конвейера, дно загрузочного бункера выполнено в виде валка, образующего с валком конвейера нагнетательную пару (а.с. СССР N 891053, кл. А 23 G 3/12, дополнительное а.с. СССР, N 1600670, кл. А 23 G 3/12).

Основной недостаток данного изобретения сужение области применения, а именно, переработка только вязко-пластичных масс, обладающих необходимым адгезионным давлением.

Известно устройство для формования вязко-пластичных конфетных масс, содержащее подвижные планки, размещенные в продольных пазах формующего валка, и нож с уступами, входящими в поперечные пазы валка. Уступы ножа и продольные пазы валка образуют ячейки, и планки являются дном ячеек (а.с. СССР, N 1465006, кл. А 23 G 3/12).

Недостатком устройства является непригодность его для переработки конфетных масс, обладающих значительной адгезией, которая препятствует отрыву корпусов конфет от поверхности планок. Кроме того, для обеспечения производительности на уровне действующих производств, например, 500 кг/ч или 1000 кг/ч, формующий валок должен обеспечивать порядка 20 продольных рядов корпусов конфет, что потребует, соответственно, значительной длины планок, а следовательно, приведет к заклиниванию при перемещении в пазах валка. Это снижает надежность работы устройства.

Известно также устройство для формования конфетных масс, содержащее загрузочный бункер, формующий валок с углублениями на наружной поверхности, ленточный конвейер, нож с рабочей поверхностью, имеющей форму формующего валка и смонтированный с наружной поверхности валка, и установленный на неподвижной оси внутри формующего валка копир, толкатели, каждый из которых смонтирован в соответствующей ячейке формующего валка с возможностью возвратно-поступательного движения посредством копира (а.с. СССР N 646975, кл. А 23 G 3/12 дополнительные а.с. СССР N 824952, кл. A 23 G 3/12 и N 835402, кл. А 23 G 3/12 прототип).

Недостаток устройства заключается в том, что требуется некоторое время для преодоления силы адгезии за счет массы корпуса конфеты. Задержка в отрыве корпуса конфеты от поверхности толкателя приведет к его неориентированному падению на ленты конвейера и нарушению формы за счет смятия, кроме этого, будет нарушена рядность корпусов. Выполнение копира цельным затрудняет его настройку по ячейкам, в которых процесс формования массы зависит от места расположения относительно стенок бункера, кроме того, профиль копира имеет всего один участок выталкивания корпусов конфет. Поверхность ножа не охлаждается, что не позволяет снизить адгезию контактирующего с ней слоя массы, которым корпус после выталкивания ложится на ленту конвейера, что приводит к загрязнению поверхности ленты.

Для устранения указанных недостатков, т.е. для предотвращения налипания корпусов конфет к поверхности толкателей, в предлагаемом устройстве, включающем загрузочный бункер, полый формующий валок с ячейками на наружной стороне, в каждой из которых смонтирован толкатель, механизм возвратно-поступательного перемещения толкателей, нож с рабочей поверхностью по форме формующего валка, установленный снаружи последнего на рычагах, механизм возвратно-поступательного перемещения толкателей дополнительно снабжен кулачковым валом, кинематически связанным с формующим валком и установленным снаружи последнего диаметрально противоположно ножу. Каждый толкатель выполнен с центральным каналом, в котором размещены подпружиненный штырь и двуплечий рычаг, одно плечо которого предназначено для взаимодействия со штырем, а другое с внутренней поверхностью формующего валка.

Кроме того, копир механизма возвратно-поступательного перемещения толкателей, установленный внутри формующего валка, выполнен из отдельных кулачков, профиль каждого из которых имеет участки: исходного положения толкателей, подпрессовки массы, выдержки массы под давлением и релаксации напряжений, а нож выполнен полым и снабжен каналами подачи хладоагента.

Снабжение механизма возвратно-поступательного перемещения толкателей кулачковым валом, кинематически связанным с формующим валком и установленным снаружи него диаметрально противоположно ножу, позволяет принудительно возвращать толкатели в исходное положение, что обеспечивает надежность работы устройства за счет фиксированного положения толкателей и штырей (исходное положение), исключающего их самопроизвольное выпадание.

Наличие в толкателях центрального канала, с размещенным в нем штырем, позволяет при выталкивании корпуса конфеты из ячейки воздействовать на его плоскость, прилегающую к торцу толкателя и отделять корпус, преодолевая силы адгезии, а двуплечий рычаг и пружина позволяют штырю двигаться относительно движущегося толкателя в момент, когда корпус конфеты вышел из ячейки и начал медленно отлипать от толкателя. Воздействие штыря гарантирует процесс отделения корпуса конфеты и четкую укладку на ленту конвейера с соблюдением рядности корпусов конфет.

Выполнение копира в виде отдельных кулачков позволяет подбирать участки профиля для крайних и средних рядов ячеек, что уменьшает влияние краевого эффекта при распределении давления в массе, захватываемой подающим барабаном. Наличие дополнительных участков профиля кулачков, кроме участка выпрессовки, а именно, подпрессовки массы, выдержки массы под давлением и релаксации напряжений, позволяет исключить воздушные включения в массе, за счет подпрессовки ее со стороны толкателя, а также уменьшить разбухание корпуса после выталкивания.

Снабжение ножа каналами для подвода хладоагента позволяет охладить наружный слой корпуса и уменьшить его адгезию к ленте конвейера.

Следовательно, все существенные признаки заявленного изобретения причинно-следственно связаны с достигаемым техническим результатом.

Известны клапанные механизмы двигателя (Л. Р. Шувалов. Автомобиль жизни ВАЗ-2101, 2102, 2103. М. изд. ДОСААФ. 1974, ст. 53, рис. 2-16), содержащие распределительный вал с кулачками, перемещающими клапана. По принципу действия известный механизм подобен кулачковому валу механизма возвратно-поступательного перемещения, но отличается конструктивно. Использование кинематической схемы известного механизма в предлагаемом изобретении позволяет выполнить функцию досыльника толкателей и штырей и повысить надежность работы устройства.

Известно устройство для вырубки интегральных схем и укладки их в стопу (а. с. СССР N 1140857,кл. В 21 Д 28/14), содержащее механизм подачи каретки, состоящий из двуплечего рычага, пружины и копира, закрепленного на пуансоне.

По принципу действия известный механизм подобен предлагаемому механизму перемещения штырей, однако он не может быть использован в предлагаемом изобретении из-за конструктивного отличия. Кроме этого, в предлагаемом изобретении имеется функциональное отличие, что позволяет снизить действие сил адгезии.

Известны кулачки механизмов привода (М. Л. Орликов, Кулачковые механизмы машин-автоматов. Машгиз. К. М. 1955, с. 126, фиг. 59), имеющие различные участки профиля. Отличие предлагаемого копира от известного устройства заключается в функциональном назначении участков профиля, что повышает качество отформованных корпусов конфет.

Что касается последнего признака предлагаемого изобретения каналов ножа для подачи хладоагента, то здесь новизна заключается в применении известного в науке явления в конкретном узле устройства, где оно раньше не применялось.

Таким образом, можно сделать вывод, что у заявленного устройства для формования конфетных масс имеются свойства, существенно отличающиеся от свойств известных технических решений.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами:

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, на фиг. 2 вид А на фиг. 1, на фиг. 3 поперечный разрез формующего валка, ножа, бункера и подающего барабана, на фиг. 4 узел Б на фиг. 3 (толкатель в исходном положении), на фиг. 5 узел В на фиг. 3 (толкатель в нижнем положении), на фиг. 6 поперечный разрез копира.

Устройство для формования конфетных масс (фиг. 1) содержит загрузочный бункер 1, подающий массу в барабан 2, ленточный конвейер 3, формующий валок 4 с ячейками 5 на наружной стороне 6, кулачковый вал 7 и копир 8 механизма возвратно-поступательного перемещения толкателей 9, нож 10, контактирующий с наружной стороной 6 формующего валка 4.

Кулачковый вал 7 (фиг. 2, 3) состоит из кулачков 11 с роликами 12, укрепленных на валу 13, и кинематически связан с формующим валком 4 посредством зубчатой пары 14 (привод формующего валка 4, подающего барабана 2, ленточного конвейера 3 условно не показаны). Количество кулачков 11 соответствует числу ячеек 5 формующего валка 4, размещенных по образующей цилиндра, а количество роликов 12 каждого кулачка 11 соответствует числу ячеек 5 по окружности поверхности 6 и скорости вращения формующего валка 4.

В ячейках 5 формующего валка 4 (фиг. 3) размещены толкатели 9, взаимодействующие с копиром 8 и роликами 12 кулачков 11 кулачкового вала 7.

Каждый толкатель 9 (фиг. 4, 5), имеющий ролик 15 и ось 16, выполнен с центральным каналом 17, в котором размещен штырь 18, удерживаемый в исходном положении пружиной 19, снабженный двуплечим рычагом 20, закрепленным на оси "в", малое плечо 21 которого сориентировано относительно внутренней поверхности 22 формующего валка 4, а другое плечо 23, размещенное в пазу "б" толкателя 9, взаимодействует со штырем 18. Двуплечий рычаг 20 удерживается от проворота выступом "г", взаимодействующим с торцовой плоскостью толкателя 9.

Копир 8 (фиг. 2, 3) размещен внутри формующего валка 4 и состоит из отдельных кулачков 24, установленных на оси 25, закрепленной фиксатором 26. Каждый кулачок 24 (фиг. 6) имеет участки профиля: участок 27 исходного положения толкателя 9, участок 28 заполнения ячеек 5 массой, участок 29 подпрессовки массы, участок 30 выдержки массы под давлением, участок 31 релаксации напряжений в отформованных корпусах конфет, участок 32 выталкивания конфет. Профиль кулачков 24 копира 8 выбран так, что глубина ячеек от наружной стороны 6 формующего валка 4 до верхней плоскости толкателей 9 (фиг. 2) различна.

В зоне заталкивания и заполнения массой (участок 28) глубина равна h, после зоны подпрессовки за счет движения толкателей 9 в направлении к наружной стороне формующего валка 4 h₁, затем в зоне релаксации напряжений (участок 31), за счет отхода толкателей под давлением спрессованной массы - h₂, при этом h>h₂>h₁, а в зоне исходного положения (участок 27) h">h.

Нож 10 (фиг. 1, 3) контактирующий с наружной поверхностно 6 формующего валка 4 на рычагах (рычаги не показаны) диаметрально противоположно кулачковому валу 7 и имеет каналы 33 для подачи хладоагента.

Устройство работает следующим образом.

Конфетная масса загружается в бункер 1, захватывается вращающимися навстречу друг другу подающим барабаном 2 и формующим валком 4. Под давлением конфетная масса попадает в верхний ряд ячейки 5 и заполняет полости глубиной h (фиг. 3 и фиг. 4), при этом ролики 15 толкателей 9 опираются на участок 28 поверхности кулачков 24 копира 8. По мере вращения формующего валка 4, когда ролики 15 начинают катиться по участку 29 поверхности кулачка 24, начинается подъем толкателей 9 в сторону наружной поверхности 6 формующего валка 4 и одновременное перекрытие ячеек 5 охлаждаемой плоскостью ножа 10, начинается выдавливание конфетной массы из ячеек 5 через уменьшающиеся щели, что приводит к подпрессовке конфетной массы со стороны нижней плоскости корпусов конфет. В момент перекрытия ячеек 5 ножом 10 движение толкателей 9 прекращается, корпуса конфет сжимаются до высоты h₁ и при дальнейшем вращении формующего валка 4, когда ролики 15 толкателей 9 катятся по участку 30 поверхностей кулачков 24, спрессованная конфетная масса выдерживается под давлением, а затем на участках 31 кулачков 24 ролики 15 толкателей 9 начинают двигаться с зазором над поверхностью копира 8, что позволяет толкателям 9 перемещаться в сторону кулачков 24 под давлением спрессованной в ячейках 5 конфетной массы, происходит релаксация напряжений, разбухание спрессованных корпусов до размера h₂, когда ролики 15 толкателей 9 коснуться поверхностей 31 кулачков 24, что устраняет разбухание корпусов конфет после формования. При дальнейшем повороте формующего валка 4 ролики 15 толкателей 9 начинают качение по поверхностям 32 (фиг. 5, 6) кулачков 24, толкатели 9 перемещаться в сторону наружной поверхности 6 формующего валка 4 и выталкивают отформованные корпуса конфет из ячеек 5. В тот момент, когда корпуса конфет выходят на 0,5-1 мм над наружной поверхностью формующего валка 4, двуплечие рычаги 20 упираются плечом 21 в поверхность 22 формующего валка 4 и одновременно с движением толкателей 9 начинают поворачиваться на осях "в", воздействуя плечом 23 на штыри 18. Пружины 19 сжимаются и штыри 18 начинают своим верхним торцом воздействовать на корпуса конфет, отрывая их от толкателей 9. Корпуса конфет, сохраняя рядность, ложатся охлажденной с помощью ножа 10 поверхностью на верхнюю ветвь конвейера 3, что исключает налипание на ленту конвейера. Одновременно с вращением формующего валка 4 вращается кулачковый вал 7 механизма возвратно-поступательного перемещения толкателей 9 (фиг. 2, фиг. 3), ролики 21 кулачков 11 встречаются с выдвинутыми штырями 18 и, прокатываясь по их поверхности, возвращают штыри 18 и толкатели 9 в исходное положение до глубины h. При этом профиль участка 27 кулачков 24 позволяет толкателям 9 смещаться на большую глубину h", чем глубина h, что исключает поломку.