универсальная машина для обработки пищевых продуктов

Формула изобретения

1. Универсальная машина для обработки пищевых продуктов, содержащая установленный на основании барабан, ротор с лопастями, сопряженный с барабаном упругим элементом дуговой сектор, связанный с основанием механизмом радиального перемещения, расположенный в нижней части основания выпускной патрубок, установленную на торце барабана крышку с отверстием для входа продуктов, закрепленный на барабане пластовый нож, подающее устройство в виде вальца, ножевой барабан, привод ротора с лопастями, подающего устройства и ножевого барабана, отличающаяся тем, что она снабжена ножом для резки на столбики или лапшу и блоками ножей для резки на кубики со вставками между смежными ножами, комплектом сменных ножевых барабанов с кольцевыми канавками и пазами на цилиндрической поверхности устройства и гребенкой для удаления пищевых продуктов из ножевого барабана, механизмом перемещения подающего устройства в направлении пластового ножа, выполненным в виде эксцентрической втулки, кинематически связанной с механизмом радиального перемещения дугового сектора, лезвие ножа для резки на столбики или лапшу с режущей кромкой на торце установлено тангенциально к режущим кромкам на выступах пазов ножевого барабана, а в кольцевых канавках ножевого барабана размещены односторонние лезвия ножей для резки на кубики, режущие кромки которых ориентированы радиально к оси вращения ножевого барабана, а на диаметрально противоположной стороне в кольцевых канавках с возможностью поворота и фиксации размещены гребенки для удаления остатков пищевых продуктов из канавок и пазов ножевого барабана, при этом каждой гребенке придана форма резца с режущей кромкой и затылочной фаской на тыльной его грани, резцы на гребенке сформированы в пакеты, а их режущие кромки взаимно удалены с равным угловым шагом.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что гребенка снабжена маховичком.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что гребенка на основании смонтирована посредством оси вращения.

4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что нож для нарезания столбиков или лапши выполнен отъемным.

5. Машина по п.1, отличающаяся тем, что угол заточки односторонних лезвий ножей для резки на кубики выполнен менее 15°.

6. Машина по п.1, отличающаяся тем, что привод представляет собой электродвигатель и мотор-редуктор, соединенный с электрической цепью питания посредством частотного преобразователя с изменением промышленной частоты от 0 до 100 Гц.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к машинам для резки плодов корнеплодов, овощей, фруктов и ягод на кубики, стружку и ломтики, а также для нарезки картофеля на столбики при производстве жареного картофеля (помфрита).

Известна машина для резки овощей и фруктов модели А9-КИП, содержащая основание, приемный бункер, выгрузной лоток, установленный на основании барабан, ротор с лопастями, дуговой сектор, связанный с основанием механизмом радиального перемещения, пластовый нож, барабан с Г-образными ножами, барабан с дисковыми ножами, привод и пульт управления (см. Инструкцию по эксплуатации и паспорт. Машина для резки овощей и фруктов модель А9-КИП конструкции ОАО «Одесский механический завод» - г. Одесса. - 2002. - С.35).

К недостаткам описанной машины относятся сложность конструкции, низкая эксплуатационная надежность барабанов с Г-образными и дисковыми ножами и большая материалоемкость.

Известна также универсальная машина для обработки пищевых продуктов, содержащая установленный на основании барабан с загрузочным бункером, расположенным в нижней части выпускным патрубком с заслонкой, шарнирно установленной крышкой с отверстием, через которое проходит вал, установленной на нем Г-образной лопастью, большая сторона которой с заостренной кромкой примыкает к внутренней боковой стенке барабана, и смонтированный над лопастью, проходящий через отверстие стенки, противоположной торцевой стенке, консольно установленный вал со сменными для размельчения, резания, разрезания, смешивания, замешивания, эмульгирования и с укрепленным на основании двигателем, в которой с целью облегчения очистки машины заслонка выполнена в виде одной детали, изготовлена из пластмассы, в части, примыкающей к барабану, изогнута по дуге его окружности, имеет горизонтальные выступы, расположенные в ее нижней части по периметру, машина снабжена съемными направляющими для установки в них горизонтальных выступов заслонки, установленными на выпускном патрубке с помощью зажимного приспособления, причем диаметр отверстий, выполненных в торцевой крышке и противоположной стенке барабана, существенно больше диаметров установленных в них валов, а между валами и кромками отверстий размещены уплотнения скольжений, каждое из которых поджато гайкой: на верхней стороне горизонтальных выступов заслонки укреплены изготовленные из стали уплотнительные элементы; заслонка изготовлена из полиамида; зажимное приспособление содержит плиту с продольным пазом и расположенной кверху резьбовой осью, а также укрепленную на выпускном патрубке деталь Г-образной формы с отверстием для оси, при этом конец меньшей стороны детали размещен в пазу плиты, а на свободном конце плиты установлена пружина и гайка; каждое уплотнение скольжения валов состоит из двух одинаковых стальных колец с резиновой манжетой; вал лопасти выполнен шлицевым и снабжен осью и концентрично установленной втулкой, между втулкой и гайкой размещена кольцевая уплотнительная манжета, диаметр гайки больше диаметра вала, причем гайка выполнена колпачковой и установлена с возможностью навинчивания на ось; гайка вала лопасти выполнена в виде байонетного кольца; загрузочный бункер расположен в верхней части боковой стенки барабана; загрузочный бункер снабжен установленной на оси съемной крышкой, изготовленной из прозрачного материала, и в части, примыкающей к барабану, изогнутой по дуге его окружности; ось снабжена цапфами, на бункере закреплены две петли, при этом одна из цапф установлена с возможностью вхождения в прорезь петли; крышка снабжена винтовым соединением с прорезью, съемной ручкой, при этом последняя размещена в прорези; разгрузочный бункер выполнен в виде воронки и в одной из стенок имеет вырез для помещения в него ручки, при этом нижняя часть воронки имеет уплотнительную планку, а крышка - опорный буртик для размещения на направляющих; режущая кромка лопасти выполнена в виде пластмассовой пластины, укреплена на горизонтальной стенке съемно с помощью зажимной планки; изогнутая внутренняя крышка смещена по вертикали от загрузочного отверстия; сменный инструмент выполнен в виде втулки, свободный конец которого имеет буртик и поперечную ось; инструмент содержит два установленных на противоположных сторонах боковой поверхности втулки месильных органа, имеющих П-образную форму и размещенных так, что их крайние и внутренние вертикальные участки укреплены соответственно на одной стороне втулки; торцевая крышка имеет эксцентриковый коленчато-рычажный запор, включающий съемную поворотную ось (SU, патент №1607682 С2, МПК 5 А 47 J 44/00. Универсальная машина для обработки пищевых продуктов /Фридрих Отто (DЕ). - Заявка №4028156/28-13; Заявлено 04.09.1986; Опубликовано 15.11.1990, Бюл №42// Открытия и изобретения. - 1990. - №42).

К недостаткам этой машины относится большая материалоемкость и низкая удельная производительность.

Известна универсальная машина для резки типа RU-3, содержащая станину, загрузочную воронку, ротор с лопастями, плоский нож, статор ротора с ножедержателем, ножи для поперечной резки на лапшу или столбики, блок дисковых ножей для разрезания сырья на кубики и привод (см. технокоммерческое предложение на поставку универсальной машины RU-3 для резки корнеплодов, овощей и фруктов. - Франко-завод (Хорватия) - 2002 г.).

К недостаткам универсальной машины RU-3 относятся ограниченные функциональные возможности и незначительная производительность.

Известна машина KUJ для нарезания кубиков, палочек и полосок размерами 3×3×3 мм, 5×5×5 мм, 7,5×7,5×7,5 мм, 10×10×10 мм, 15×15×15 мм и 20×20×20 мм и их комбинации, содержащая мобильную станину, загрузочный лоток, подающее и измельчающее устройства и их привод (см, например, рекламный проект «Техника для пищевой промышленности и идеи фирмы KRONEN Nahrungsmittel tehnik: (DE) от 02.02.2001 г.»).

К недостаткам описанной машины относятся сложность конструкции, ее высокая стоимость.

Известна универсальная машина для обработки пищевых продуктов, содержащая установленный на основании барабан, ротор с лопастями, загрузочный бункер, расположенный в нижней части основания впускной патрубок с заслонкой, пластовый нож, барабан с Г-образными ножами для поперечной резки на лапшу, барабан для резки с дисковыми ножами, гребенка для отвода кубиков и привод барабанов с лопастями, Г-образными и дисковыми ножами (см., например, универсальная машина для обработки пищевых продуктов Urschel Models G, GK and N. How to Gut food Products. URSCHEL. Laboratories Incorporated, №1127 - 1984. JAN. Рекламный проспект).

К недостаткам описанной машины относятся высокая ее стоимость и сложность конструкции.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится универсальная машина для обработки пищевых продуктов, содержащая установленный на основании барабан, ротор с лопастями, сопряженный с барабаном упругим элементом дуговой сектор, связанный с основанием радиального перемещения, расположенный в нижней части основания выпускной патрубок, установленной на торце барабана торцевой крышкой с отверстием для входа продуктов, закрепленный на барабане пластовый нож, подающее устройство в виде встречно вращающихся вальцов, установленный за ними барабан с пакетом дисковых ножей, контрнож, ножевой барабан, привод ротора с лопастями, встречно вращающихся вальцов и ножевого барабана (см., например, универсальная машина для обработки пищевых продуктов Urschel Model RA. How to Gut Food Products. URSCHEL. Laboratories Jncomparated, №1127. - 1984, JAN).

К недостаткам описанной универсальной машины, принятой нами в качестве наиближайшего аналога, относятся сложность конструкции, высокая цена (32000 у.е.) и недостаточная производительность.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направленно заявленное изобретение, - снижение материалоемкости и повышение производительности.

Технический результат - повышение эксплуатационной надежности и упрощение конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной универсальной машине для обработки пищевых продуктов, содержащей установленный на основании барабан, ротор с лопастями, сопряженный с барабаном упругим элементом дуговой сектор, связанный с основанием механизмом радиального перемещения, расположенный в нижней части основания выпускной патрубок, установленной на торце барабана крышкой с отверстием для входа продуктов, закрепленный на барабане пластовый нож, подающее устройство в виде приводного вальца, ножевой барабан, привод ротора с лопастями, подающего устройства и ножевого барабана, согласно изобретению она снабжена ножом для резки на столбики или лапшу и блоком ножей со вставными между смежными ножами, комплектом ножевых барабанов с кольцевыми канавками и пазами на цилиндрической поверхности, отсекателем подающего устройства и гребенкой для удаления пищевых продуктов из ножевого барабана, механизмом перемещения подающего устройства в направлении пластового ножа, выполненным в виде эксцентрической втулки, кинематически связанной с механизмом радиального перемещения дугового сектора, лезвие ножа для резки на столбики с режущей кромкой установлено тангенциально к режущим кромкам на выступах пазов ножевого барабана, а в кольцевых канавках ножевого барабана размещены односторонние лезвия ножей для резки на кубики, режущие кромки которых ориентированы радиально к оси вращения ножевого барабана, а на диаметрально противоположной стороне в кольцевых канавках с возможностью поворота и фиксации размещены гребенки для удаления остатков пищевых продуктов из канавок и пазов ножевого барабана, при этом каждой гребенке придана форма резца с режущей кромкой и затылочной фаской на тыльной его грани, резцы на гребенке сформированы в пакеты, а их режущие кромки взаимно удалены с равным угловым шагом; гребенка снабжена маховичком; гребенка на основании смонтирована посредством оси вращения; нож для нарезания столбиков (лапши) выполнен отъемным; угол заточки односторонних лезвий ножей для резки на кубики меньше 15°.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично представлена универсальная машина для обработки продуктов, поперечно-вертикальный разрез.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, диаметральный разрез ножевого барабана с размещенными лезвиями ножей в канавках барабана.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, диаметральный разрез гребенки для удаления остатков пищевых продуктов из канавок и пазов ножевого барабана.

На фиг, 4 - сечение В-В на фиг.2, продольно-вертикальный разрез параллельных осей установки ножей в блоке резки.

На фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.4, поперечно-вертикальный разрез одностороннего лезвия ножа.

На фиг.6 - сечение Д-Д на фиг.2, вставка между смежными ножами, размещенная на осях блока резки.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Универсальная машина для обработки пищевых продуктов содержит установленный на основании 1 барабан 2 и в его полости ротор 3 с лопастями 4. Барабан 2 сопряжен посредством упругого элемента 5 с дуговым сектором 6. Дуговой сектор 6 связан посредством оси 7 с механизмом 8 радиального перемещения. В нижней части основания расположен выпускной патрубок 9. На торце барабана 2 установлена крышка 10 с отверстием 11 для входа продуктов в полости ротора 3 и барабана 2. На барабане 2 тангенциально закреплен пластовый нож 12. В выпускном патрубке 9 основания 1 машины смонтированы пластовый нож 12, блок резки 13, подающее устройство в виде приводного вальца 14, ножевой барабан 15, отсекатель 16 подающего устройства и гребенка 17 для удаления пищевых продуктов из ножевого барабана 15. Ротор 3 с лопастями 4, валец 14 и ножевой барабан 15 имеют привод, выполненный в виде электродвигателя мощностью 0,9 кВт и мотор-редуктора. Электродвигатель с электрической сетью электрически соединен посредством частотного преобразователя напряжением 380 В и диапазоном частот от 0 до 100 Гц.

Машина снабжена ножом 18 для резки на столбики или лапшу, блоком ножей 19 со вставками 20 между смежными ножами 19, комплектом сменных ножевых барабанов 15, отсекателем 17 для удаления пищевых продуктов из ножевого барабана 15 и механизмом 21 перемещения вальца 14 подающего устройства в направлении пластового ножа 12.

Механизм 21 выполнен в виде эксцентрической втулки 22, кинематически связанной с механизмом 8 радиального перемещения дугового сектора 6.

Эксцентрическая втулка 22 снабжена ручкой 23 управления. Положения втулки 22 на основании 1 зафиксированы блокиратором 24. Вал 25 вальца 14 во втулке 22 установлен посредством пары радиальных подшипников 26 качения с разовой смазкой. Вал 25 снабжен звездочкой и посредством цепной передачи соединен с валом мотор-редуктора и валом ротора 3. Валец 14 выполнен в виде правильной призмы. Число граней 27 призмы, в частном случае, равно шести.

Механизмы 8 и 21 позволяют синхронно перемещать дуговой сектор 6 к лопастям 4 ротора 3 и ребра 28 вальца 14 к рабочей плоскости пластового ножа 12, обеспечивая этим нарезание стружки из плодов корнеплодов, овощей, фруктов и ягод строго заданной толщины и непрерывную подачу в блок резки 13. Нож 18 для нарезания столбиков или лапши выполнен отъемным и в блоке резки 13 закреплен посредством пары винтов 29 (М 8×16) с потайной головкой.

Каждый сменный ножевой барабан 15 выполнен с кольцевыми канавками 30 и пазами 31 трапецеидального сечения на цилиндрической поверхности.

Шаг кольцевых канавок 30 на поверхности барабана 15 выполнен кратным величинам толщины ножей 19 и прокладок 20.

Так при размере кубиков 3,2×3,2×3,2 мм толщина ножа 19 1,6 мм. При размере кубиков 4,8×4,8×4,8 мм устанавливают в блоке резки 13 в комплекте по одному ножу 19 толщиной 1,6 мм и по две прокладки 20 толщиной 1,6 мм. Равным образом поступают при получении кубиков с другими сторонами.

Прокладки 20 и ножи 19 в блоке резки 13 установлены посредством двух пальцев 32 и 33. Расстояние между соосными отверстиями 34 и 35 в блоке 13 резки соответствует межцентровому расстоянию в ножах 19. Каждая прокладка 20 имеет отверстие под диаметр пальца 32 и паз 36 (фиг.6) под размер пальца 33. Это обеспечивает сборку ножей 19 и прокладок 20 на пальцы 32 и 33, а также упрощает смену ножевых барабанов 15.

Каждый нож 19 (см. фиг.4 и 5) имеет одностороннее лезвие 37 с режущей кромкой 38. Угол заточки односторонних лезвий 37 ножей 19 для резки плодов на кубики выполнен меньше 15°. Толщина лезвий 37 не превышает 1 мм. Материал ножей 19 - специальная твердосплавная хромоникелевая сталь с повышенной износостойкостью.

Пазы 31 на поверхности сменного барабана обеспечивают получение кубиков с размерами 3,2; 4,8; 6,4; 8,0; 9,6; 11,2; 12,8 мм.

Лезвие 39 ножа 18 для резки на столбики (см. фиг.1) с режущей кромкой 40 на торце установлено тангенциально к режущим кромкам 41 на выступах пазов 31 ножевого барабана 15.

Ножевой барабан 15 имеет описанный диаметр, равный 130 мм. Ножевой барабан 15 смонтирован на валу 42 его привода посредством фланца 43 и с ним связан посредством болтов 44 (см. фиг.2 и 3). Вал 42 привода барабана 15размещен в корпусе 45 основания 1 посредством подшипниковых опор 46 и 47. Осевые перемещения барабана 15 ограничены буртиком 48 корпуса 45 и крышкой 49. На свободном конце вала 42 смонтирована ведомая звездочка 50 механической передачи привода ротора 3 с лопастями 4, вальца 14 подающего устройства и ножевого барабана 15.

Ножевой барабан 15 смонтирован в полости блока 13 ножей. Последний закреплен болтами 51 на основании 1.

На диаметральную противоположной стороне от ножей 19 в кольцевых канавках 30 с возможностью поворота и фиксации размещена гребенка 17 для удаления остатков пищевых продуктов из кольцевых канавок 30 и пазов 31 ножевого барабана 15. Каждой гребенке 17 придана форма резца 52 с режущей кромкой 53 и затылочной фаской 54 на тыльной его грани (см. фиг.1). Резцы 52 на гребенке 17 сформированы в пакеты. Пакеты с режущими кромками 53 взаимно удалены с равным угловым шагом. Предпочтительное количество пакетов 2-4. Гребенка 17 снабжена маховичком 55. Гребенка 17 на основании 1 смонтирована посредством оси 56 вращения. Ось 56 вращения гребенки 17 имеет резьбовой хвостовик 57 и углубление на свободном конце 58 под размер торцевого ключа (S=8 мм). Маховичок 55 и гребенка 17 выполнены единой деталью.

Все части машины, соприкасающиеся с продуктом, подвергаемым резке, выполнены из антикоррозийных материалов, в т.ч. нержавеющая сталь WNr 4301 (Сталь 08Х18 Н 10 ГОСТ 5632 - 72, Сталь 12Х18 Н 10 Т ГОСТ 5949 - 75 и др.).

Универсальная машина для обработки пищевых продуктов работает следующим образом.

Плоды округлой формы или в виде правильных или неправильных многогранников транспортирующим устройством (в частном случае вручную) подают в загрузочную воронку на крышке 10. При прохождении плода через окно в крышке 10 он под собственным весом падает на одну из лопастей 4 ротора 3. Далее за счет центробежной силы, создаваемой вращающейся лопастью 4 ротора 3, плод прижимается к внутренней цилиндрической поверхности барабана 2. Преодолевая силы инерции и трения о поверхности вертикальной стенки основания 1 и внутренней цилиндрической поверхности барабана 2 и лопастей 4 плод перемещается на дуговую поверхность сектора 6 и поступает на режущую кромку пластового ножа 12. Режущей кромкой пластового ножа 12 отделяется стружка от плода толщиной t (мм). Плод с уменьшенным размером на величину t этой же лопастью 4 подается на повторную операцию для отделения второй стружки (пласта). Отрезанная таким образом стружка от плода толщиной t за счет центробежной силы и силы от веса стружки падает вертикально вниз в направлении ножевого барабана 15. Этому способствует рабочая полированная поверхность ножа 12 и отсекатель 16 подающего устройства. Ребра 28 и грани 27 вальца 14 принудительно подталкивают стружку от плода в пазы 31 ножевого барабана 15. Каждым пазом 31 отрезается столбик или лапша от стружки. Это происходит таким образом, что вертикальная стенка паза 31 подводит лапшу к режущей кромке 40 лезвия 39 ножа 18. Тангенциальный срез лапши высотой b происходит между режущей кромкой 41 паза 31 и режущей кромкой 40 лезвия 39 ножа 18 для резки плодов на столбики или лапшу. Отрезанная от стружки в виде параллелепипеда часть плода канавкой 31 в блоке 13 резки перемещается к ножам 19 на пальцах 32 и 33. Режущими кромками 38 лезвий 37 ножей 19 лапша из плода превращается в кубики с размерами t·S·b. Под действием центробежной силы кубики из пазов 31 выбрасываются в выпускной патрубок 9 в нижней части основания 1.

Удаление кубиков и части измельченных плодов из пазов 31 и кольцевых канавок 30 обеспечивает гребенка 17. Резцами 52 гребенки 17 извлекают части плодов из кольцевых канавок 30 и пазов 31, обеспечивая этим геометрию нарезаемых кубиков и параллелепипедов.

Описанная конструкция универсальной машины обеспечит повышение производительности.