АППАРАТ ДЛЯ ВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕСТА С НАЧИНКОЙ
APPARATUS FOR MAKING DOUGH PRODUCTS WITH FILLING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к кухонному оборудованию, предназначенному для преимущественного использования в кафе, ресторанах, столовых и других предприятиях общественного питания.
Уровень техники
Известно автоматическое устройство для приготовления лапши, пельменей и других изделий из теста, содержащее группу перфорированных порционных емкостей, установленных в многоместном держателе, имеющем возможность горизонтального и вертикального перемещения вдоль траверсы (см. патент CN 201641541, МПК: A47J 27/14, опубл. 24.11.2010). Держатель перемещает емкости между позициями варки, где их опускают в резервуар с кипятком и выдерживают заданное время, позициями слива воды, промывки и выгрузки.
Известно устройство для термообработки, преимущественно бобов и макаронных изделий, содержащее резервуар для жидкости, герметично закрываемый крышкой и размещенные в резервуаре с частичным погружением в жидкость перфорированные барабаны со шнековыми лопастями, которые, медленно вращаясь, продвигают продукты от загрузочного конца к окну выгрузки, способствуя их перемешиванию в процессе варки (см. патент US 6095035, МПК: A23L 3/00, опубл. 01.08.2000). Недостатком этого устройства являются большие габариты при небольшой производительности.
Существенным недостатком обоих вышеупомянутых аналогов является то, что приготовленные блюда должны быть сразу же использованы, т.к. устройства не позволяют сохранять качество приготовленного продукта сколь-нибудь длительное время.
Известно автоматическое устройство для приготовления изделий из теста, в частности макаронных изделий, при атмосферном давлении, содержащее несколько каскадно расположенных варочных камер и размещенный над ними загрузочный механизм, включающий контейнер с изделиями, весы и опрокидывающий механизм, сообщенный с загрузочным окном верхней камеры (см. патент RU 2261642, МПК: A47J 27/16, опубл. 10.10.2005). Все камеры соединены с трубой для подачи горячей воды из общего бойлера и с трубой для слива отработанной воды. Вода в каждую камеру подается независимо от других камер и образует в камере вертикальный поток так, что готовящиеся изделия находятся в камере во взвешенном состоянии. Порция продукта последовательно проходит через все камеры, в каждой из которых она подвергается обработке в течение заданного промежутка времени.
Наличие каскада камер с независимым водоснабжением позволяет управлять процессом приготовления и длительное время поддерживать продукт в состоянии «потребительской готовности», предполагающей сохранение товарного вида и качества блюда. Однако устройство имеет существенный недостаток - низкую производительность. Для того чтобы приготовить одновременно две или более порций, в установке размещают два таких каскада или более, что существенно увеличивает габариты устройства.
В качестве наиболее близкого аналога по своему назначению и наличию признаков, сходных с существенными признаками заявляемого технического решения, принято устройство для варки пищевых продуктов, преимущественно пельменей, раскрытое в патенте на изобретение SU 1521450, МПК: A47J 27/14, опубл. 15.11.89.
Признаками упомянутого устройства, сходными с признаками предлагаемого технического решения, являются следующие: наличие корпуса с емкостью для воды и установленными в ней нагревателями, наличие ротора с варочными камерами, равномерно размещенными по окружности вокруг оси вращения ротора, наличие привода вращения ротора и загрузочного устройства.
В ближайшем аналоге корпус с емкостью для воды образован двумя коаксиальными цилиндрами, в кольцевом пространстве между которыми размещен ротор с перфорированными лопастями и перегородками, образующими варочные камеры. Цилиндры установлены горизонтально так, что верхняя часть ротора расположена вне воды. Здесь происходит загрузка изделий, которые высыпаются из кассеты расположенного сверху загрузочного механизма при выдвижении последней за пределы ограничивающей пластины. При этом происходит произвольное распределение пельменей по ячейкам примерно равными порциями.
Загруженные изделия перемещаются вращающимся ротором через нижнюю часть емкости, заполненную кипятком, подвергаясь при этом термообработке. При подъеме изделий в верхнюю часть емкости, свободную от воды, происходит слив воды через перфорированные перегородки ротора, а затем выгрузка приготовленного продукта.
Ближайший аналог имеет ряд существенных недостатков, а именно:
- отсутствие точного дозирования порции,
- высокая вероятность слипания изделий при загрузке и в процессе приготовления, что обусловлено загрузкой изделий валом и низкой интенсивностью циркуляции воды,
- невозможность сохранения качества приготовленной порции в остановленном устройстве, продукты, оставшиеся погруженными в жидкость, переварятся, а те, что будут расположены вне жидкости - слипнутся.
Раскрытие изобретения
Изобретение направлено на повышение качества конечного продукта и исключение слипаемости изделий в порции за счет уменьшения площади соприкосновения изделий и создания принудительной циркуляции воды через варочную камеру.
Другой положительный технический результат заключается в обеспечении сохранности качества приготовленной порции продукта, ее потребительских свойств и товарного вида в течение некоторого промежутка времени после завершения процесса приготовления.
Дополнительным положительным результатом стало повышение точности дозирования порции продукта.
Предлагаемый аппарат для варки изделий из теста с начинкой содержит корпус с емкостью для воды и установленными в ней нагревателями, ротор с варочными камерами, равномерно размещенными по окружности вокруг оси вращения ротора, привод вращения ротора и загрузочное устройство. Согласно заявляемому изобретению варочные камеры выполнены в виде трубок, параллельных оси вращения ротора, установленного на выходном валу шагового привода вращения, полости трубок с торцов ограничены крышками корпуса, в одной из которых сформирован ряд сквозных отверстий, выполненных с возможностью совмещения с торцами трубок в момент остановки ротора, одно отверстие образует окно загрузки изделий, другое - окно выгрузки, а остальные предназначены для подачи воды и сообщены посредством системы трубопроводов с емкостью для воды, во второй крышке сформировано одно отверстие для выталкивателя, соосное окну выгрузки в первой крышке, при этом загрузочное устройство выполнено в виде механизма поштучной выдачи изделий, выход которого сообщен с окном загрузки.
В отличие от ближайшего аналога и других известных решений в предлагаемом аппарате варочные камеры выполнены в виде трубок, параллельных оси вращения ротора, установленного на выходном валу шагового привода вращения. С торцов полости трубок ограничены крышками корпуса. Крышки закрывают с торцов проходные отверстия трубок, но при этом не препятствуют свободе вращения ротора.
Каждая трубка рассчитана на размещение порции изделий. Трубчатая форма варочных камер позволяет разместить изделия в ряд по одному. Диаметры трубок выбираются соразмерными изделиям с условием обеспечения свободного прохождения изделий через трубку. Упомянутый «ряд изделий» является условным, т.к. изделия размещаются в трубке свободно и не образуют строгой линии.
Упомянутому размещению изделий в ряд по одному способствует и использование в качестве загрузочного устройства механизма поштучной выдачи, обеспечивающего поочередную подачу изделий в варочную камеру-трубку.
Использование поштучной подачи изделий и трубок в качестве варочных камер позволило свести к минимуму соприкосновение изделий между собой в процессе загрузки и в процессе варки, за счет чего практически исключить вероятность слипания изделий.
Использование для загрузки изделий механизма поштучной выдачи позволило существенно повысить точность дозирования порции продукта.
Шаговый привод вращения обеспечивает возможность поворота ротора точно на заданный угол и возможность фиксированной остановки после поворота.
В качестве шагового привода вращения предпочтительно использование сервопривода. Сервопривод - электрический следящий привод с обратной связью по положению. Обычно включает датчик положения и блок управления, автоматически поддерживающий необходимые параметры согласно заданному значению.
Шаг поворота привода задается кратным углу между лучами, соединяющими ось вращения ротора с осями двух соседних трубок.
После каждого поворота на заданный угол выполняется фиксированная остановка ротора, во время которой торцы трубок размещаются строго напротив отверстий в крышках, выполненных в соответствии с расположением варочных камер.
Одно отверстие используют для загрузки изделий, другое - для выгрузки, остальные отверстия, меньшего размера, используют для подачи в трубки воды. Трубки поочередно загружаются и перемещаются на шаг, соответствующий заданному углу поворота, при этом на каждой остановке за исключением стадий загрузки и выгрузки в трубки впрыскивается свежая порция горячей воды.
Так как полости трубок с торцов закрыты негерметично и лишь ограничены крышками, то после впрыскивания новой порции воды ее излишки свободно выходят между торцом трубки и второй крышкой, сливаясь в сборную емкость либо сразу в емкость с нагревателями.
Созданные за счет периодически повторяющейся подачи новой порции воды потоки жидкости внутри трубки обеспечивают периодически постоянное «шевеление» изделий в процессе варки, что дополнительно способствует предотвращению слипания.
За счет создания принудительной циркуляции горячей воды через варочные камеры, не зависящей от вращения ротора, стало возможным достаточно длительное сохранение качества и товарного вида приготовленной порции даже в случае остановки привода вращения.
Проведенный заявителем анализ уровня техники не выявил решений, характеризующихся признаками, совпадающими с отличительными признаками заявляемого технического решения, что позволяет сделать вывод о его соответствии требованиям «новизны» и «изобретательского уровня».
В конкретном примере реализации изобретения ротор с варочными камерами размещен непосредственно над емкостью для воды, что позволяет исключить промежуточные соединения, необходимые для отвода воды. В случае упомянутой компоновки выходящая из трубок жидкость стекает непосредственно в емкость для воды, где она подогревается и снова подается в варочные камеры.
Камеры-трубки предпочтительно установлены с возможностью планетарного вращения вокруг оси ротора. Вращение трубок вокруг собственной оси способствует повышению интенсивности потоков жидкости внутри трубки и повышению подвижности изделий, создается эффект постоянного «перемешивания», что позволяет полностью исключить слипание изделий.
Для улучшения условий стекания отработанной жидкости из варочных камер на внутренней поверхности второй крышки напротив отверстий для подачи воды в первой крышке могут быть сформированы углубления, каждое из которых частично выходит за проекцию торца трубки. Наличие таких углублений облегчает вывод попавшей в углубление воды за пределы торца трубки. С этой же целью концы трубок со стороны второй крышки могут быть выполнены с рифлением.
В предпочтительном примере осуществления изобретения механизм поштучной выдачи изделий включает емкость для размещения изделий навалом, образованную вращающимся диском и неподвижно закрепленной над ним с зазором спиральной направляющей. В витке спирали, предшествующем периферийному, размещена вертикальная пластина, отсекающая массу изделий от нижнего слоя.
Механизм поштучной выдачи изделий предпочтительно размещен в теплоизолированной камере с теплообменником, т.е. в холодильной камере, расположенной в верхней части аппарата.
В конкретном примере осуществления механизм поштучной выдачи изделий установлен посредством горизонтальных телескопических направляющих, что повышает удобство его эксплуатации, облегчает обслуживание и ремонт.
В трубопроводе, сообщающем механизм поштучной выдачи изделий с окном для загрузки, может быть установлен счетчик изделий.
Краткое описание чертежей
Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенным ниже примером и чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - предлагаемое устройство, общий вид;
на фиг. 2 - разрез А-А с фиг. 1, показана варочная часть аппарата;
на фиг. 3 - первая крышка;
на фиг. 4 - вторая крышка;
на фиг. 5 - фрагмент I с фиг. 2, увеличено;
на фиг. 6 - показано загрузочное устройство, продольный разрез;
на фиг. 7 - то же, поперечное сечение;
на фиг. 8 - вид А с фиг. 2, показано подключение системы подачи воды к отверстиям крышки, пунктирными линиями обозначены проекции торцов варочных камер во время фиксированных остановок ротора;
на фиг. 9 - сечение С-С с фиг. 8, иллюстрирован процесс загрузки;
на фиг.10 - сечение D-D с фиг.8, иллюстрирован процесс выгрузки.
Осуществление изобретения
Аппарат для варки изделий из теста с начинкой (см. фиг. 1-2) содержит загрузочное устройство, размещенное в верхней части корпуса 1, образованную в нижней части корпуса емкость 2 для воды с установленными в ней нагревателями 3, связанный с сервоприводом 4 ротор 5 с варочными камерами, выполненными в виде трубок 6, параллельных оси О вращения ротора и равномерно размещенных по окружности вокруг нее. Трубки 6 закреплены на концах лучей ротора 5 и закрыты с торцов крышками 7 и 8, закрепленными на корпусе 1.
В крышке 7 (см. фиг. 3) сформирован ряд сквозных отверстий, выполненных в соответствии с расположением трубок 6, с торцами которых отверстия совмещаются во время остановки ротора 5. Отверстие 9 образует окно загрузки изделий, отверстие 10 образует окно выгрузки, остальные отверстия 11 предназначены для подачи воды и сообщены посредством системы трубопроводов с емкостью 2 для воды. Диаметр отверстий 9 и 10 соразмерен диаметру трубок 6. Отверстия 11 имеют меньший диаметр, достаточный для установки в нем форсунки для воды. В крышке 8 (см. фиг. 4) сформировано одно отверстие 12, соосное окну 10 выгрузки в крышке 7.
Трубки 6 установлены с возможностью планетарного вращения вокруг оси О ротора 5. Для этого на одном (одноименном) конце трубок 6 выполнен зубчатый венец 13, а на центральном выступе крышки 7 закреплена солнечная шестерня 14, в зацеплении с которой находятся зубчатые венцы 13 трубок 6.
На внутренней поверхности крышки 8 (см. фиг. 5) напротив отверстий 11 в крышке 7 сформированы углубления 15, частично выходящие за проекцию торцов трубок 6.
Над варочной частью (см. фиг. 6-7) в теплоизолированной камере 16, оснащенной теплообменником 17, размещено загрузочное устройство, выполненное в виде механизма поштучной выдачи изделий. Упомянутый механизм включает емкость для размещения изделий навалом, дно которой образовано диском 18, установленным на валу мотор-редуктора 19.
Стенки емкости образованы неподвижно закрепленной над диском 18 спиральной направляющей (спиралью) 20, которая насажена на вал мотор-редуктора 19 посредством втулки 21 и зафиксирована от поворота посредством кронштейна 22, закрепленного на подвижной стенке теплоизолированной камеры 16 и соединенного со спиралью 20 посредством разъемного соединения 23. Спираль 20 размещена относительно диска 18 с зазором, обеспечивающим возможность свободного вращения последнего.
В предпоследнем витке спирали 20, предшествующем периферийному, установлена вертикальная пластина 24, которая не доходит до диска 18 на расстояние, немного превышающее максимальный возможный размер изделия, что обеспечивает отсекание основной массы изделий, расположенных в емкости навалом, от нижнего слоя.
Для того чтобы механизм загрузки можно было использовать для широкого ассортимента изделий, целесообразно установить отсекающую пластину 24 с возможностью регулирования зазора между краем этой пластины и диском 18.
Механизм поштучной выдачи изделий смонтирован в камере 16 посредством горизонтальных телескопических направляющих 25, позволяющих полностью выдвинуть его из теплоизолированной камеры 16 для загрузки или обслуживания.
Аппарат работает следующим образом.
Перед началом работы аппарата заполняют продуктом емкость загрузочного устройства. Для этого выдвигают механизм поштучной выдачи из камеры 16 по направляющим 25 и засыпают изделия, например пельмени, в спиральную емкость, при этом изделия произвольно распределяются в пространстве между витками спирали 20, ограниченном снизу дном - диском 18. Механизм задвигают обратно в камеру 16. Теплообменник 17 обеспечивает охлаждение камеры 16 до нужной температуры.
Систему трубок 26, связанных коллектором 27, подключают к насосу 28 с одной стороны и к форсункам, установленным в отверстиях 11, - с другой стороны (см. фиг. 8). Каждая трубка 26 снабжена клапаном 29 для исключения обратного сброса воды.
Заполняют емкость 2 водой и включают нагреватели 3, которые обеспечивают нагрев воды к началу работы устройства.
Ротор 5 находится в неподвижном положении, в котором торцы всех трубок 6 размещены строго напротив отверстий 9-12 крышек 7 и 8. Аппарат готов к работе.
Загрузку варочных камер осуществляют следующим образом (см. фиг. 6 и 9).
При включении мотор-редуктора 19 начинает вращаться диск 18. Вращающееся дно увлекает массу опирающихся на него изделий 30, которые начинают двигаться по спирали 20, вдоль ее стенок к выходному концу.
В предпоследнем витке спирали 20 масса изделий встречает вертикальную пластину 24, которая отсекает основную массу изделий от нижнего слоя, задерживая ее. Расположенные в нижнем слое изделия проходят под пластиной 24, увлекаемые диском 18, продолжающем вращение.
Так как диаметр каждого последующего витка раскручивающейся спирали больше диаметра ее предыдущего витка, перемещаемые изделия 30 выстраиваются вдоль стенки спирали 20 в цепочку по одному и, продолжая двигаться, перемещаются к внешнему краю диска 18, достигнув которого, последовательно сваливаются в расположенную под диском 18 воронку 31.
Из воронки 31 по наклонному трубопроводу 32 изделия 30 подаются к окну загрузки 9, через которое проходят в полость трубки 6, расположенной в этот момент напротив окна 9. Назовем ее условно первой трубкой.
Для соблюдения точности дозирования порции в трубопроводе 32 может быть установлен счетчик изделий (на чертежах не показан).
Загружаемые изделия 30 перемещаются один за другим, заполняя трубку 6 и размещаясь практически в ряд.
После того как нужное количество изделий 30 загружено в первую варочную камеру-трубку, включается сервопривод 4, который поворачивает ротор 5 на один шаг, соответствующий заданному углу, до совмещения торца следующей трубки 6 с окном 9, при этом первая трубка устанавливается напротив первого отверстия 11 для подачи воды.
Далее одновременно осуществляются загрузка изделиями второй трубки и подача нагретой до 97°C воды в первую трубку с изделиями из емкости 2 посредством насоса 28.
После заполнения продуктами второй трубки и заполнения водой первой трубки ротор 5 снова поворачивается на шаг и с отверстием 9 загрузки совмещается третья варочная камера. Процессы повторяются.
На каждой остановке ротора 5 в отверстия 11 подается свежая порция горячей воды, при этом излишки воды выходят между торцом трубки 6 и крышкой 8, стекая в емкость 2. Углубления 15 на крышке 8 улучшают вывод воды за пределы торца трубки. В емкости 2 вода снова нагревается и подается в варочные камеры.
Ротор 5 продолжает пошаговое вращение и заполнение трубок 6 изделиями и водой до тех пор, пока первая из заполненных трубок, пройдя весь круг (цикл), не совместиться с окном 10 выгрузки (см. фиг. 10). Включается в действие поршневой толкатель 33, который выталкивает готовые пельмени через отверстие 12 крышки 8 в тарелку 34, установленную на опорном столике 35.
Благодаря тому что изделия в процессе загрузки перемещаются по одному, располагаются в трубке в ряд и периодически постоянно омываются в процессе варки горячей водой, практически исключено слипание изделий.
Интенсивности потоков жидкости внутри варочной камеры способствует также то, что в процессе поворота ротора 5 трубки 6 совершают вращение вокруг собственной оси, прокатываясь по шестерне 14 подобно сателлитам, благодаря чему изделия в процессе варки постоянно «перемешиваются».
В отличие от известных решений в аппарате обеспечена возможность создания принудительной циркуляции воды через варочные камеры путем периодического впрыскивания в них новой порции горячей воды. Это позволяет в течение некоторого промежутка времени после окончания варки сохранять качество приготовленного блюда независимо от того, продолжает ротор вращаться или нет.
Упомянутая возможность предлагаемого аппарата существенно повышает привлекательность его использования, т.к. позволяет исключить потери, связанные с непредвиденными задержками или неожиданным отказом клиента от своего заказа.
Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается приведенным конкретным примером осуществления, который предназначен для раскрытия сути изобретения и включает частные предпочтительные признаки предлагаемого аппарата.