Клапан дозатора начинки

Техническое решение относится к области пищевой промышленности и может быть использовано на предприятиях пищевой промышленности и общественного питания для дозирования и формования начинки и пищевых продуктов.
Из уровня техники известно устройство по патенту на полезную модель RU115161 «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ» (МПК A21C 5/04; опубликован 27.04.2012). Известное устройство для дозирования пищевых продуктов содержит корпус, расположенную в нем рабочую камеру, электромагниты и отсекатель дозы, размещенный на нижнем торце рабочего корпуса и снабженный двумя отверстиями для загрузки и выгрузки пищевых продуктов. В корпусе установлен дозирующий поршень, размещенный на штоке с возможностью перемещения в направляющей, установленной по оси одной из электромагнитных катушек, закрепленной внутри рабочего корпуса на его верхнем торце, а сама направляющая снабжена двумя микровыключателями, установленными со стороны корпуса и со стороны поршня, причем отсекатель дозы размещен с возможностью перемещения в направлении перпендикулярном движению поршня, при этом шток отсекателя дозы установлен внутри другой электромагнитной катушки. Недостатками данного технического решения являются сложность конструкции, низкая производительность за счет необходимости несколько раз менять положение отсекателя для набора и выгрузки дозы и отсутствие возможности контроля и изменения формы и диаметра пищевого продукта на выходе. В отличие от данного технического решения, заявленный клапан дозатора начинки имеет простую конструкцию, не требующую дополнительных движений заслонки для поступления начинки в корпус, и содержит закрепленную к корпусу сменную проставку с отверстием для задания формы начинки на выходе.
Из уровня техники известен клапан дозатора по патенту на полезную модель RU40298 «КЛАПАН ДОЗАТОРА» (МПК B65B 3/04; опубликован 10.09.2004), выбранный в качестве ближайшего аналога. Известное устройство содержит вертикальный корпус с патрубками для входа и выхода продукта, расположенными таким образом, что их геометрические оси взаимно перпендикулярны, и размещенный в полости корпуса, запорный орган, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения от привода для взаимодействия с патрубком выхода продукта, расположенном в нижней части корпуса по его оси. Привод, а по существу, пневматический цилиндр с подвижным штоком, смонтирован над корпусом и соосно ему, а корпус выполнен в виде тройника, при этом вертикальная его часть является сквозной и снабжена фланцем для соединения с пневматическим цилиндром. Патрубок для входа продукта расположен в нижней части корпуса вблизи патрубка для выхода продукта, а запорный орган выполнен в виде поршня с направляющей, соединенной со штоком пневматического цилиндра. Недостатками данного решения являются отсутствие возможности контроля и изменения формы и диаметра пищевого продукта на выходе, а также низкая точность дозирования из-за налипания пищевого продукта на нижнюю часть поршня. В отличие от данного технического решения, заявленный клапан дозатора содержит закрепленную к корпусу сменную проставку с отверстием, позволяющую задать форму и диаметр начинки, получаемой на выходе. А высокая точность дозирования обеспечивается за счёт выполнения отсекающего узла с возможностью опускания нижнего края заслонки ниже края корпуса, предотвращая налипание пищевого продукта на заслонку.
Задачей заявляемого технического решения является создание клапана дозатора начинки, характеризующегося простотой конструкции и позволяющего снизить налипание пищевого продукта на заслонку, приводящее к колебаниям количества продукта в выдаваемых порциях.  Технический результат заключается повышении точности дозирования. Под точностью дозирования понимают соответствие фактического количества продукта или расхода их ожидаемым заданным значениям. Заявленный дозатор позволяет снизить разницу между заданным значением количества продукта и его фактическим значением путем предотвращения потерь пищевого продукта из-за его налипания на заслонку во время отсекания порции.
Заявленный технический результат достигается тем, что в клапане дозатора начинки содержащем корпус, включающий загрузочное отверстие для подачи начинки и отверстие для выдачи начинки, отсекающий узел для отделения начинки, включающий заслонку, закрепленную к приводному механизму, выполненную с возможностью перекрывания под действием приводного механизма отверстия для выдачи начинки, отсекающий узел выполнен с возможностью опускания нижнего края заслонки ниже края корпуса. Приводной механизм выполнен в виде пневмоцилиндра со штоком, закрепленным к заслонке. Пневмоцилиндр может быть выполнен с возможностью образования удара в конце хода штока. Расстояние между уровнями нижнего края заслонки в опущенном положении и нижнего края корпуса может быть равно 3-8 мм. К корпусу может быть закреплена сменная проставка, включающая отверстие для задания формы начинки на выходе. К корпусу может быть закреплен элемент для фиксирования проставки, выполненный с пазами, в которых размещены с возможностью перемещения края заслонки.
Для реализации назначения клапан содержит корпус, включающий загрузочное отверстие для подачи начинки и отверстие для выдачи начинки, отсекающий узел для отделения начинки, состоящий из заслонки, закрепленной к приводному механизму и выполненной с возможностью перекрывания под действием приводного механизма отверстия для выдачи начинки. Таким образом, конструкция позволяет осуществлять дозирование начинки путем её отсечения заслонкой.
Выполнение отсекающего узла с возможностью опускания нижнего края заслонки ниже края корпуса позволяет снизить налипание начинки или пищевого продукта на заслонку за счет возникающего между ними трения во время движения заслонки и тем самым повысить точность дозирования. В ходе проведения технических испытаний было установлено, что движение заслонки, т.е опускание её ниже корпуса, а затем поднятие, позволяет после отделения каждой порции счищать налипший на заслонку пищевой продукт, обеспечивая равный объем выдаваемых порций и предотвращая образование сгустков пищевого продукта, налипшего на заслонку, исключая вероятность попадания сгустка в готовое изделие. В том числе пропадает необходимость многократной остановки производственной линии для очищения заслонки. При этом во время технических испытаний было выявлено оптимальное расстояние между уровнями нижнего края заслонки в опущенном положении и нижнего края корпуса, равное 3-8 мм. Выполнение этого расстояния меньше 3 мм не позволяло полностью счистить налипшую начинку с заслонки, а выполнение его больше 8 мм нецелесообразно, т.к. положительных изменений и улучшения очистки заслонки в этом случае не наблюдалось.
Выполнение приводного механизма в виде пневмоцилиндра со штоком, закрепленным к заслонке позволяет осуществлять быстрое вертикальное перемещение заслонки и отсекать одинаковые порции начинки.
Выполнение пневмоцилиндра с возможностью образования удара в конце хода штока позволяет стряхнуть остатки налипшей на заслонку начинки и получить на выходе дозу, которая изначально была задана пользователем, без потери части продукта.
К корпусу может быть закреплена сменная проставка, включающая отверстие для задания формы начинки на выходе и элемент для фиксирования проставки, выполненный с пазами, в которых размещены с возможностью перемещения края заслонки. Это позволяет получать на выходе порции начинки заданного одинакового объема и формы, а также контролировать и менять диаметр и форму начинки, в зависимости от потребностей пользователя.
Техническое решение поясняется с помощью фигуры, на которой условно представлен возможный вариант исполнения клапана дозатора начинки.
Цифрами на фигуре обозначены: 1 – корпус, 2 – пневмоцилиндр, 3 – шток, 4 –заслонка, 5 – проставка, 6 – отверстие в проставке, 7 –   загрузочное отверстие.
Далее со ссылками на фигуру поясняется исполнение заявленного клапана дозатора начинки.
Клапан дозатора начинки содержит сквозной корпус 1, выполненный например, из алюминия или стали, включающий загрузочное отверстие 7 для подачи начинки с одной стороны, отверстие для выдачи начинки с противоположной стороны и отсекающий узел для отделения начинки.
Отсекающий узел включает заслонку 4, выполненную, например, в виде плоской прямоугольной пластины, и закрепленную к приводному механизму. В частности, приводной механизм может быть смонтирован над корпусом 1 клапана и выполнен в виде пневмоцилиндра 2 с подвижным штоком 3, закрепленным к заслонке 4. При этом на конце пневмоцилиндра 2 установлен демпфирующий узел, который может быть ослаблен для образования удара в конце хода штока 3 и стряхивания налипшего пищевого продукта с заслонки 4.
Отсекающий узел выполнен с возможностью опускания нижнего края заслонки 4 ниже края корпуса 1. Для этого заслонка 4 может быть выполнена увеличенной длины, то есть такой длины, чтобы при опускании её край опускался ниже края корпуса 1 на 3-8 мм. В преимущественном варианте исполнения заслонка 4 расположена параллельно торцевой поверхности корпуса 1, в которой выполнено отверстие для выдачи начинки. При этом возможны варианты, когда торцевая поверхность корпуса 1, в которой выполнено отверстие для выдачи начинки, выполнена не строго вертикально, а под некоторым углом.
К корпусу 1 может быть закреплена сменная проставка 5, соответствующая размерам корпуса 1 или отверстия для выдачи начинки, и содержащая отверстие 6 для задания формы начинки на выходе. При этом отверстие 6 может быть выполнено в форме эллипса, прямоугольника со скругленными углами или любой другой.
Для фиксирования проставки 5 к корпусу 1, по краям от отверстия для выдачи начинки закреплены пластинчатые элементы, имеющие пазы для размещения в них краев заслонки 4 во время её перемещения.
Клапан подключается к дозатору начинки и используется следующим образом. Заслонка 4 находится в верхнем крайнем положении так, что отверстие для выдачи открыто. Начинка, преимущественно плотной консистенции, например, фаршевая начинка, картофельное пюре, творог, джем, сыр с ветчиной поступает через загрузочное отверстие 7 корпуса, проходит через отверстие для выдачи и при наличии проставки 5 выходит через её отверстие 6 в виде бруска, форма и диаметр которого соответствуют форме и диаметру отверстия. При необходимости проставку 5 можно отсоединить или заменить на другую в зависимости от требуемых формы и диаметра отверстия. При достижении заданного объема порции, шток 3 с закрепленной на нем заслонкой 4 приводится в действие пневмоцилиндром 2 и опускает заслонку 4 ниже корпуса клапана преимущественно на 3-8 мм, отсекая брусок начинки. При этом налипшая после отсечения очередной порции начинка счищается с заслонки 4 в процессе её продвижения ниже корпуса 1 клапана. Дополнительно в конце хода штока 3 образуется удар, позволяющий стряхнуть остатки начинки с заслонки 4. Далее начинка попадает в упаковку, на конвейер или заготовку тестового изделия, например блина. После отсечения одной дозы начинки, заслонка 4 вновь поднимается и повторяется тот же цикл операций.
Таким образом, клапан дозатора позволяет отделить необходимые порции начинки и предотвратить возникновение неточностей за счет налипания пищевого продукта на заслонку при дозировании.
Специалисту в данной области очевидно, что приведенный пример клапана дозатора начинки и отдельных его частей, а также вид, представленный на фигуре, не ограничивают объем заявляемого технического решения. Возможно изготовление и использование технического решения в других видах в объеме заявляемой формулы, в частности, выполнение корпуса иной формы, отличной от представленной на фигуре.