УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE FOR CUTTING BAKERY PRODUCTS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к режущим устройствам, в частности к устройству для автоматической резки, и может быть использовано для резки хлебобулочных изделий различных сортов, в том числе формового пшеничного хлеба, формового ржаного и смешанного ржано-пшеничного хлеба, формового хлеба для тостов, батонов, подового хлеба, сухарные плиты.
Уровень техники
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является машина для резки хлебобулочных изделий (В.П. Золин, «Технологическое оборудование предприятий общественного питания», учебник, Москва 2000, http://pl136ufa.narod.ru/dokum/zolin.pdf, стр. 234-235), содержащая корпус состоящий из рамы, на которой закреплены боковые стенки, с загрузочной зоной и приемной зоной вне корпуса, а также расположенный между зонами режущий блок, в виде ножа серповидной формы, к которому с помощью механизма подачи подается заготовка. Электродвигатель через двухступенчатую клиноременную передачу передает вращение на серповидный нож. Механизм подачи заготовок хлеба состоит из толкателя, установленного на основании. Толкатель приводится в движение электродвигателем посредством вращения главного вала через эксцентрик, шатун и кривошип, выполненный в виде обгонной муфты, вращение получает промежуточный вал с ведущей шестерней конической передаче. Ведомая коническая шестерня передает вращение цепной передачи. На цепи этой передачи установлены два пальца. Один палец, двигаясь с цепью перемещает толкатель с хлебной заготовкой в направлении к серповидному ножу. После окончания резки толкатель возвращается в исходное положение. По достижении конечного положения палец освобождает толкатель, и он под действием пружины возвращается в исходное положение, а концевой выключатель останавливает машину.
Недостатком известного устройства является сложность и неточность настройки механизма регулировки толщины нарезки. Для регулировки толщины необходимо снять боковую крышку корпуса, ослабить болты регулировочной скобы специальным инструментом, переместить регулировочную скобу, которая имеет малый ход регулировки, в нужное положение и собрать устройство в обратном порядке к начальному состоянию. Кроме того, устройство не предусматривает фиксацию хлебного продукта в процессе резки, что приводит к смещению хлебной заготовки во время работы машины, в результате конечный продукт может иметь рваный срез хлебных ломтиков, следы деформации или различную толщину ломтиков, что снижает качество резания хлебных заготовок.
Раскрытие сущности изобретения
При создании изобретения решалась задача повышения эксплуатационных характеристик устройства.
Технический результат - повышение эффективности процесса нарезания хлебных заготовок благодаря обеспечению оперативности и точности настройки, а также последующего автоматического контроля толщины нарезки хлебных изделий.
согласно изобретению
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для резки хлебобулочных изделий содержит корпус с панелью управления, а также с приемной и разгрузочной зонами, между которыми установлен нож с возможностью осуществления вращательных движений, а со стороны приемной зоны установлен толкатель, приводящийся в движение двигателем (например, мотор-редуктором), при этом, , на панели управления размещен пользовательский интерфейс, состоящий из задатчика толщины нарезки (далее задатчик) и индикатора установленной толщины нарезки. Посредством пользовательского интерфейса осуществляется задание толщины нарезки и визуальный контроль установленной толщины. В качестве данного интерфейса может выступать сочетание неподвижного изображения шкалы и поворотной рукоятки с меткой-указателем, жестко закрепленной на валу датчика угла поворота.
, согласно изобретению,
Кроме тогов качестве пользовательского интерфейса может выступать сочетание задатчика в виде кнопок или тачскрина или поворотной рукоятки, жестко закрепленной на валу переменного резистора, или абсолютного энкодера, или магниторезистивного датчика угла, с индикацией в виде изображения шкалы или светодиодной индикацией (например, в виде шкалы) или графического дисплея или другого оптоэлектронного устройства индикации.
, согласно изобретению,
Кроме того в непосредственной близости от толкателя и ножа установлены датчики положения, определяющие, соответственно, положение  толкателя и ножа, при этом все упомянутые датчики и задатчик выполнены с возможностью подачи сигнала на контроллер блока управления, который так же связан с двигателями привода толкателя и вращения ножа. На основании полученных от задатчика и датчиков положения толкателя и ножа данных контроллер блока управления вычисляет количество, длительность и амплитуду электрических управляющих сигналов, поступающих на двигатели толкателя и вращения ножа.
согласно изобретению
Кроме того, , корпус выполнен в виде рамы, на которой закреплены боковые панели, передняя панель, верхняя панель.
согласно изобретению
Кроме того, , загрузочная и приемная зоны закрытых защитной крышкой (имеющую защиту от доступа в зону резки, экстренно отключающую все механизмы в случае открытия крышки в процессе резки).
согласно изобретению
Кроме того, , в качестве датчиков положения использованы датчики индуктивные, или оптические, или герконовые, или механические контактные, или магниторезистивные или датчики на основе эффекта Холла.
согласно изобретению
Кроме того, , в качестве привода толкателя может быть использована ременная или цепная передача, либо передача винт-гайка или рейка-шестерня.
согласно изобретению
Кроме того, , двигатель (мотор-редуктор) привода толкателя закреплен на раме посредством натяжной пластины, выполняющей функцию натяжителя ремня.
согласно изобретению
Кроме того, , на толкателе установлен элемент скоба с шипами для надежной фиксацией хлеба во время резки.
согласно изобретению
Кроме того, , толкатель установлен на, по меньшей мере, одну линейную направляющую.
согласно изобретению
Кроме того, , в качестве двигателя толкателя использован синхронный двигатель, или асинхронный двигатель, или двигатель постоянного тока, или шаговый двигатель, или мотор-редуктор.
Заявленное к защите устройство относится к профессиональным хлеборезкам, позволяющим полностью автоматизировать процесс предпродажной подготовки хлеба. Федеральным центром питания (ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии и безопасности пищи») рекомендована норма потребления хлеба для различных слоев населения. А так как режутся различные сорта (различный состав, плотность, объем) хлеба по-разному, то появляется необходимость оперативной смены толщины нарезки, что легко позволяет сделать данное устройство с помощью интерфейса пользователя.
Точность настройки толщины нарезания хлебных заготовок обеспечивается контроллером, который рассчитывает количество, длительность и амплитуду электрических управляющих сигналов продвижения толкателя заготовки на основании полученного сигнала от задатчика интерфейса пользователя.
Автоматический контроль установленной толщины нарезаемых ломтей обеспечивается высокоточными датчиками движения, определяющими положение ножа и толкателя и обеспечивающими подачу сигнала на контроллер блока управления при нахождении ножа и толкателя в непосредственной близости от этих датчиков (конструктивно 2 мм).
Кроме того, заявленное к защите устройство обеспечивает высокое качество нарезки благодаря использованию толкателя, на котором установлена скоба с шипами, которая в свою очередь плотно фиксирует и удерживает хлеб от любых перемещений во время работы устройства.
Изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и прилагаемыми графическими материалами, где на:
фиг. 1 представлено устройство для резки хлебобулочных изделий (общий вид);
фиг. 2 - толкатель устройства.
фиг. 3 - приводные механизмы устройства
фиг. 4 - зона резки (расположение ножа в хлеборезке);
Осуществление изобретения
Устройство для резки хлебобулочных изделий (далее - хлеборезка) содержит корпус 1, в приведенном примере представляющий собой раму (фиг. 1), на которой закреплены боковые панели 3, передняя панель 4, верхняя панель 5. Рама 16 установлена на регулировочные опоры, позволяющие отрегулировать положение хлеборезки относительно поверхности, на которой она установлена, во избежание перекоса корпуса и шатания (качания) в процессе работы.
Спереди между двумя боковыми панелями 3 расположена заподлицо закрепленная на петлях защитная крышка 6, которая закрывает приемную 7 и разгрузочную 8 зоны и обеспечивает тем самым безопасный доступ (фиг. 2) к приемной 7 и разгрузочной 8 зонам. Приемная 7 и разгрузочная 8 зоны разделены между собой зоной резки 9 хлеба.
Внутри корпуса размещены электронный блок управления 10, режущий блок 11 и механизм подачи хлеба 12 (фиг. 3).
Режущий блок 11 состоит из режущего серповидного ножа 13 (фиг. 3, 4), установленного на валу в вертикальной плоскости с возможностью осуществления вращательных движений с постоянными скоростью и крутящим моментом. Движение ножа 13 осуществляется с помощью двигателя 14 с редуктором 15. Двигатель 14 закреплен непосредственно на редукторе 15, который в свою очередь закреплен на раме 16 хлеборезки.
Для определения положения ножа 13 использован датчик положения 17 (фиг. 3), установленный на раме 16 хлеборезки в непосредственной близости к области прохождения ножа 13 в зоне резки 9 хлеба. Датчик положения 17 ножа связан с контроллером блока управления 10 и выполнен с возможностью передачи сигнала на контроллер блока управления 10 о прохождении ножа 13.
В качестве датчика положения 17 ножа может быть использован, например, индуктивный датчик. Так же могут быть использованы оптические, или герконовые, или механические контактные, или магниторезистивные или датчики на основе эффекта Холла. Датчик положения 17 ножа может быть установлен на выходной вал редуктора 15 или на элементы крепления ножа 13 к валу. Для более точного и вовремя полученного сигнала от датчика положения 17 ножа его оптимальное расположение определяется автором за зоной резки 9 по направлению вращения ножа 13.
Механизм подачи хлеба 12 состоит из толкателя 18 (фиг. 2), размещенного в приемной зоне 7 и приводящийся в движение двигателем 19. В качестве двигателя 19 толкателя 18 может быть применен двигатель (синхронный или асинхронный), либо двигатель постоянного тока, либо шаговый двигатель, либо мотор-редуктор. Двигатель 19, может быть закреплен непосредственно на раме 16 посредством стандартного крепежа (болт, гайка), а может быть закреплен на натяжной пластине 20, выполняющей функцию натяжителя ремня (фиг. 2,3). В качестве в качестве привода толкателя может быть использована ременная или цепная передача, либо передача винт-гайка или рейка-шестерня. В представленном примере показана ременная передача, а именно, на выходном валу двигателя 19 зафиксирован ведущий шкив 21 ременной передачи, например, зубчатый, который посредством шпоночного соединения с двигателем передает вращение со шкива на ремень 22, замкнутый в кольцо. Второй, ведомый шкив 23 закреплен на раме 16. Ремень 22 в свою очередь жестко закреплен на толкателе 18. Для предотвращения смещения и дополнительного удержания толкателя от вращения и колебаний, толкатель 18 в средней его части жестко установлен на линейные направляющие (по меньшей мере одной). На толкателе 18 установлена скоба 24 с шипами для надежной фиксацией хлеба во время резки.
В приемной зоне 7 в непосредственной близости от толкателя 18, например, на раме 16 хлеборезки расположен датчик положения 25 толкателя 18, определяющий исходное положение толкателя 18, и тем самым определяющий рабочий ход толкателя 18 - расстояние от исходного положения толкателя до зоны резки 9. В качестве датчика положения 25 толкателя использован, например, индуктивный датчик. Так же могут быть использованы оптические, или герконовые, или механические контактные, или магниторезистивные или датчики на основе эффекта Холла.
Справа от защитной крышки 6 расположена панель управления 26 (фиг. 3), на которой размещены пользовательский интерфейс, включающий задатчик с индикацией установленной толщины нарезки. Задатчик может быть выполнен в виде кнопок или тачскрина или поворотной рукоятки 27, жестко закрепленной на валу переменного резистора, или абсолютного энкодера, или магниторезистивного датчика угла. Индикатор представляет собой либо изображение шкалы 31, либо светодиодный индикатор (например, в виде светодиодной шкалы), либо дисплей или другое оптоэлектронное устройство индикации.
В представленном примере осуществления изобретения пользовательский интерфейс включает задатчик - поворотную рукоятку 27 с меткой-указателем, жестко закрепленную на валу 29 переменного резистора 30, индикацию толщины нарезки в виде шкалы 31 контроля установленной толщины поворотной рукоятки, и кнопку «Старт» 28, которая может быть выполнена механической или сенсорной. При этом переменный резистор 30 выполнен с возможностью передачи сигнала на контроллер блока управления 10 при повороте рукоятки 27.
Устройство работает следующим образом. Оператор размещает хлебную заготовку в приемной зоне 7 вручную (фиг. 2), прижимает её фиксирующей скобой 24 с шипами и закрывает защитную крышку 6. После чего при помощи поворотной рукоятки 27 (фиг. 3), размещенной на панели управления 26 выставляет необходимую толщину нарезки хлеба. Контроль необходимой толщины производится по шкале 31. Запуск процесса резки производится нажатием на кнопку «Старт» 28.
При нажатии кнопки «Старт» 28 контроллером блока управления 10 считывается информации с датчика положения 17 ножа (фиг. 3, 4), датчика положения 25 толкателя и переменного резистора 30 поворотной рукоятки 27. Рабочий ход толкателя 18 является постоянной и неизменной величиной. Получая информацию с переменного резистора 30 контроллер блока управления 10 вычисляет количество импульсов электрического тока, поступающих на двигатель 19 толкателя 18 путем деления длины рабочего хода толкателя 18 на величину толщины нарезки хлебной заготовки, полученную с переменного резистора 30. Количество электрических импульсов, подаваемых на двигатель 19 за один период вращения ножа 13, во время нахождения ножа в зоне холостого хода 32 с учетом передаточного числа и характеристик двигателя 19 толкателя 18 на один оборот, определяет толщину нарезки хлебной заготовки.
Двигатель 19 толкателя 18, вращая ведущий шкив 21, приводит в движение толкатель 18 посредством ремня 22. Хлебная заготовка перемещается в зону резки 9 толкателем 18. Датчиком положения 25 толкателя, установленным на раме 16 в приемной зоне 7, определяется исходное положение толкателя 18.
Вращение режущего ножа 13 осуществляется следующим образом: крутящий момент с двигателя 14 передается на редуктор 15, где увеличивается и, вращая выходной вал редуктора, приводит в движение нож 13.
При вращении нож 13 проходит мимо датчика положения 17 ножа (фиг. 3) В момент прохождения ножа 13 в его непосредственной близости датчик положения 17 передает сигнал на контроллер блока управления 10 о совершении ножом 13 одного оборота вокруг оси (за один оборот нож отрезает один кусок хлеба необходимой толщины) и, сообщая, что нож прошел через зону резки и находится в зоне холостого хода ножа 32. Контроллер блока управления 10 передает необходимое количество длительность и амплитуду электрических управляющих сигналов на двигатель 19, который продвигает толкатель 18 на расстояние, соответствующее одной толщине нарезки хлебной заготовки. При последующем прохождении ножа 13 (фиг. 2) цикл повторяется. Цикличность завершится после того, как толкатель 18 пройдет всю длину своего рабочего хода. После чего двигатель ножа 14 отключается, вращение ножа 13 останавливается, а контроллер блока управления 10, передает управляющий сигнал на двигатель 19 толкателя 18 для возврата ускоренным движением толкателя 18 в исходное положение, определяемое датчиком положения 25 толкателя (фиг. 2).
Благодаря использованию контроллера, взаимодействующего с переменным резистором 30, отслеживающим движение поворотной рукоятки 27, расположенной на панели управления 26, обеспечивается простота регулировки необходимой толщины нарезаемых ломтей хлебной заготовки; а использование датчиков положения 17 и 25, определяющих положение соответственно ножа 13 и толкателя 18, обеспечивает автоматический контроль контроллером блока управления 10 толщины нарезаемых ломтей хлеба. Таким образом, осуществляется эффективное нарезание хлебных заготовок путем точной установки и автоматического контроля толщины нарезки в процессе работы.