УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКАТКИ ТЕСТА И ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ НЕГО ТЕСТОВОЙ ЛЕНТЫ (ВАРИАНТЫ)

Устройство относится к пищевой промышленности, преимущественно к средствам для изготовления продуктов питания с начинкой в тестовой оболочке.
При изготовлении таких продуктов питания автоматами, имеющими большую производительность, существенное значение имеет прочность тестовой оболочки продукта, которая формуется из тестовой ленты. Соответственно, прочность оболочки зависит от прочности тестовой ленты, которая в свою очередь зависит от доли воды и связующих компонентов в тесте, от сортности муки, вязкости, удельного веса и других показателей. Причем изготавливаемая из теста тестовая лента должна отвечать двум условиям - она не должна быть ломкой (условно сухой) с одной стороны и она не должна быть липкой (условно мокрой) - с другой стороны. На эти условия накладывается множество других условий, влияющих на прочность тестовой ленты, работающей на разрыв при ее изготовлении и формовании продукта. Одним из главных таких условий являются давление и температура, которым подвергаются тесто и тестовая лента. Такие сложные условия работы тестовой ленты определяют основные конструктивные параметры устройств, предназначенных для качественной раскатки теста и получения из него тестовой ленты, при этом, исходя из описанной проблемы, к устройствам для раскатки предъявляются особенно повышенные требования по надежности их работы.
Из достигнутого мирового уровня известны устройства для раскатки теста и получения из него тестовой ленты, каждое из которых содержит раму, на которой установлены верхние ролики, нижние ролики или группы роликов (ЕР 0179645 А, 30.04.1986; ЕР 0170436 А, 05.02.1986; ЕР 0309005 А, 29.03.1989; ЕР 1203533 А, 08.05.2002; ЕР 0329398 А, 23.08.1989; ЕР 2384628 А1, 09.11.2011; ЕР 2348869 А2, 03.08.2011; WO 2010046451 А2, 2904.2010; US 2011311698 А1, 22.12.2011; CN 201718373, 26.01.2011; CN 2023110310, 11.07.2012; UA 2010238572 А1, 23.06.2011).
В заявках Японии JP 6292497 A, 24.10.1994 и JP 2011062149 А, 31.03.2011 и других заявках представлены аппараты для изготовления продуктов питания, например, лапши и других изделий, при этом аппараты содержат устройства для раскатки теста и получения из него тестовой ленты.
Также известны устройства для раскатки теста и получения из него тестовой ленты, каждое из которых содержит раму, на которой установлены валики, имеющие привод их вращения (RU 2262850 C2, 20.04.2005; RU 2281651 C2, 20.08.2006; RU 2007134434 A, 27.03.2009; RU 96117917 A, 10.02.1999; RU 2241334 C2, 10.12.2004; RU 2021723 C1, 30.10.1994; RU 2004119396 A, 10.01.2006; RU 2002128347 A, 10.12.2004; RU 2020824 C1, 15.10.1994).
Из известных устройств, наиболее близким устройством к представленному в данном описании устройству является устройство для раскатки теста и получения из него тестовой ленты, содержащее раму, на которой установлена верхняя пара валиков, имеющих привод их вращения в противоположные стороны, а также нижняя пара валиков, которая имеет другой привод их вращения в противоположные стороны, валики образуют пары, при этом между валиками каждой пары образованы соответствующие зазоры, устройство оснащено сенсорным блоком слежения угла поворота каждого нижнего валика от точки, где наружная часть теста входит в контакт с поверхностью валика до заданной точки, также устройство оснащено контроллером управления скоростью вращения верхних валиков, который соединен с сенсорным блоком (RU 2020824 С1, 15.10.1994). Изменением угла поворота каждого нижнего валика изменяют количество теста подаваемого с нижних валиков, при этом контроллер повышает или понижает скорость вращения верхних валков, когда сигнал от датчиков указывает на меньший угол, чем заданный диапазон углов. В известном близком устройстве, имеющем по существу двухступенчатую раскатку теста двумя парами валиков производительность нижней пары валиков не регулируется, а незначительная повышенная производительность первой пары валиков по отношению к последующим парам валиков ведет к накапливанию теста между нижней парой валиков. Это приводит к растиранию теста под давлением, его перегреву и экструзии.
В случае повышения производительности устройства возникает существенная проблема стабильности движения тестовой ленты через устройство. На это движение оказывают влияние множество факторов: равномерность и скорость движения ленты, ее удельный вес, прочность теста на разрыв, толщина тестовой ленты, качество тестовой смеси, из которой изготавливается лента, влажность и температура окружающей среды и другие факторы. Все эти факторы влияют на надежное движение тестовой ленты в устройстве, надежность работы устройства и качество получения тестовой ленты. В случаях, если устройство не отвечает любому из указанных факторов, снижается надежность устройства и, как следствие, качество раскатки теста и качество получения из теста тестовой ленты.
Техническим результатом вариантов устройства, представленных в данном описании, является повышение надежности работы устройства и качества тестовой ленты.
Указанный технический результат получен устройством для раскатки теста и получения из него тестовой ленты, содержащим раму, на которой установлена верхняя пара валиков, имеющих привод их вращения в противоположные стороны, а также нижняя пара валиков, имеющих другой привод их вращения в противоположные стороны, между каждой парой валиков образован регулируемый зазор, причем устройство оснащено блоком управления, электрически соединенным с датчиками положения тестовой ленты и приводом вращения верхней пары валиков, отличающееся тем, что между верхней и нижней парами валиков на раме посредством оси закреплен маятник с установленным на нем поддерживающим роликом, который расположен с возможностью контакта с тестовой лентой при ее перемещении и отклонении от заданного положения, при этом на раме закреплены расположенный с одной стороны от маятника первый датчик допустимой степени натяжения тестовой ленты и расположенный на раме с другой стороны от маятника второй датчик отклонения тестовой ленты от заданного положения при ее допустимом провисании, маятник выполнен и расположен с возможностью взаимодействия с указанными датчиками, нижняя пара валиков смещена в одну из сторон относительно верхней пары валиков, а маятник расположен между верхней парой и нижней парой валиков.
Указанный технический результат получен устройством для раскатки теста и получения из него тестовой ленты, содержащим раму, на которой установлена верхняя пара валиков, имеющих привод их вращения в противоположные стороны, а также нижняя пара валиков, имеющих другой привод их вращения в противоположные стороны, между каждой парой валиков образован регулируемый зазор, причем устройство оснащено блоком управления, электрически соединенным с датчиком положения тестовой ленты и приводом вращения верхней пары валиков, отличающееся тем, что между верхней и нижней парами валиков на раме посредством оси закреплен маятник с установленными на нем поддерживающим роликом, который расположен с возможностью контакта с тестовой лентой при ее перемещении и отклонении от заданного положения, на раме под маятником закреплен датчик положения тестовой ленты, служащий для контроля допустимого провисания тестовой ленты до ее предельного отклонения от заданного положения, маятник выполнен и расположен с возможностью взаимодействия с датчиком положения тестовой ленты, нижняя пара валиков смещена в одну из сторон относительно верхней пары валиков, а маятник расположен между верхней парой и нижней парой валиков.
Указанный технический результат получен устройством для раскатки теста и получения из него тестовой ленты, содержащим раму, на которой установлена верхняя пара валиков, имеющих привод их вращения в противоположные стороны, а также нижняя пара валиков, имеющих другой привод их вращения в противоположные стороны, между каждой парой валиков образован регулируемый зазор, причем устройство оснащено блоком управления, электрически соединенным с датчиком положения тестовой ленты и приводом вращения верхней пары валиков, отличающееся тем, что между верхней и нижней парами валиков на раме посредством оси закреплен маятник с установленными на нем противовесом, удерживающим маятник в верхнем положении, и поддерживающим роликом, который расположен с возможностью контакта с тестовой лентой при ее перемещении и отклонении от заданного положения, маятник расположен с возможностью контакта с тестовой лентой при ее перемещении и отклонении от заданного положения, при этом на раме закреплены расположенный над маятником с одной его стороны датчик положения тестовой ленты для контроля допустимого натяжения ленты до ее предельного отклонении от заданного положения, маятник выполнен и расположен с возможностью взаимодействия с датчиком положения тестовой ленты, нижняя пара валиков смещена в одну из сторон относительно верхней пары валиков, а маятник расположен между верхней парой и нижней парой валиков.
На фиг.1 показано устройство для раскатки теста и получения из него тестовой ленты на виде спереди с двумя датчиками натяжения и провисания тестовой ленты;
на фиг.2 - устройство на виде сбоку по стрелке А на фиг.1 со схемой соединения блока управления с приводами устройства и датчиками;
на фиг.3 - второй вариант устройства;
на фиг.4 - устройство по стрелке Б на фиг.3 со схемой соединения блока управления с приводами устройства и датчиком провисания тестовой ленты;
на фиг.5 показан третий вариант устройства с одним датчиком натяжения тестовой ленты;
на фиг.6 показано устройство на виде сбоку по стрелке В на фиг.5 со схемой соединения блока управления с приводом устройства и датчиком натяжения тестовой ленты.
Последовательность вариантов устройства указана условно.
Первый вариант устройства для раскатки теста (фиг.1) содержит раму 1, на которой установлена верхняя пара валиков 2 и 3 (валков), а также нижняя пара валиков 4 и 5, расположенная под верхней парой валиков. Пары валиков смещены относительно друг друга в горизонтальном направлении на расстояние L. Пары роликов расположены друг от друга по вертикали на расстоянии L1. Каждая указанная пара валиков имеет соответствующие им приводы 6 и 7 (фиг.2) вращения валиков. Приводы связаны с ведущими валами 8 (фиг.1), передающими вращение ведомым валам 9 через зубчатые передачи (на чертежах передачи не показаны). Вследствие этого каждая указанная пара валиков вращается навстречу друг другу. Каждая пара валиков может иметь свою раму, при этом рамы валиков могут быть соединены общей рамой 1 так, как это показано на фиг.4. На раме 1, между верхней и нижней парами валиков, посредством закрепленной на раме оси 10 установлен маятник 11 с закрепленным на нем поддерживающим роликом 12, служащим для отслеживания положения тестовой ленты и для стабилизации ее рабочего положения, исключающего разрыв ленты и ее зажевывание нижней парой валиков 4 и 5. Маятник 11 выполнен в виде рамки с бортами 13, ограничивающими перемещение тестовой ленты в ее поперечном направлении. На маятнике в его нижней части закреплен выступ 14, расположенный с возможностью взаимодействия с датчиками 15 и 16 положения тестовой ленты, отслеживающими стабильное рабочее положение тестовой ленты во время ее движения в устройстве. Каждый из датчиков и выступ 14 расположены на дуге 17 окружности, центр которой совмещен с центром оси 10, на которой установлен маятник 11, и центром поворота маятника. При работе устройства маятник 11 совершает качания по дуге 17 по часовой стрелке и обратно в пределах заданной амплитуды, ограниченной датчиками 15 и 16.
Исходное положение маятника на оси 10 устанавливается винтовым ограничителем 18 поворота маятника, причем в исходном положении выступ 14 маятника находится напротив датчика 16 в положении взаимодействия. Ограничитель 18 предназначен для проектной установки маятника 11 в исходное рабочее положение. Первый датчик 15 натяжения тестовой ленты закреплен на раме вблизи маятника, в верхнем положении по отношению к маятнику 11. Датчик 15 является элементом, фиксирующим положение тестовой ленты, когда она имеет максимально допустимое натяжение.
Второй датчик 16 положения тестовой ленты закреплен на раме устройства в нижнем положении по отношению к датчику 15. Датчик 16 является элементом, фиксирующим положение тестовой ленты, когда она имеет максимально допустимое провисание. Пунктирной линией 19 на фиг.1 показано положение тестовой ленты 21 при ее максимально допустимом провисании, которое тестовая лента может занять в процессе работы устройства. В связи с изложенным, далее по тексту, датчик 15 упоминается как датчик натяжения тестовой ленты, а датчик 16 упоминается как датчик провисания тестовой ленты.
Между верхней парой валиков 2 и 3 образован регулируемый зазор f. Между нижней парой валиков 4 и 5 образован регулируемый зазор f1. Регулировка указанных зазоров осуществляется регуляторами 20 перемещения соответствующих валиков путем смещения осей вращения ведомых валов 9 относительно ведущих валов 8. Регуляторами 20 уменьшают или увеличивают зазоры f и f1.
На фиг.1 условно показано среднее рабочее, наиболее оптимальное, положение тестовой ленты 21, пунктирной линией 22 показано крайнее положение тестовой ленты 21 в случае ее максимально допустимого натяжения, которое она может занять в процессе работы устройства. Полосой 23 на фиг.1 условно показан массив теста, выполненный, например, в виде рулона, подаваемого в устройство.
Нижняя пара валиков 4 и 5 смещена по горизонтали в боковую сторону от верхних валиков так, что между нижней парой валиков и верхней парой валиков имеется упомянутое расстояние L с той целью, чтобы исходном положении маятник 11 обеспечивал попадание тестовой ленты 21 в зазор между роликом 12 маятника и осью 10 и чтобы тестовая лента при опирании ее на ролик 12 натягивалась в заданных рабочих пределах натяжения.
Каждый датчик 15 и 16 электрически соединен с блоком 24 управления работой устройства (фиг.2), который электрически соединен с приводами 6 и 7 вращения каждой пары валиков. Блок управления 24 содержит элементы управления скоростью, по меньшей мере, одного из валов приводов 6 и 7, что не исключает регулировку блоком управления скорости вращения валов обеих приводов. Привод 6 нижних валиков 4 и 5 может не иметь регулировки частоты вращения этих валиков от блока управления. В этом случае частоту вращения валиков 4 и 5 устанавливают постоянной, соответствующей заданной производительности устройства. При этом блоком управления 24 регулируется лишь частота вращения вала привода 7 и, соответственно, частота вращения верхних валиков 2 и 3. Изменение скорости вращения верхних валиков 2 и 3 по сигналам, поступающим на блок управления от датчиков 15 и 16, осуществляют с целью получения качественной тестовой ленты. Сигнал с датчика 15 увеличивает частоту вращения привода 7 верхних валиков, а сигнал с датчика 16 уменьшает частоту вращения привода 7 и скорость вращения верхних валиков.
Первый вариант устройства учитывает инерционность регулирования скорости вращения верхних валиков, которая компенсируется изменением величины провисания тестовой ленты между парами валиков в допустимых пределах. Это обеспечивает свободное положение тестовой ленты, при котором тестовая лента, имея постоянное поперечное сечение, подается в зазор f1 между второй парой валиков 4 и 5. Для автоматического попадания тестовой ленты 21 в зазор f1 между второй парой валиков предусмотрено, что ширина L3 (фиг.2) каждого валика нижней пары валиков больше ширины L2 каждого валика верней пары валиков на 2-10 мм. Электрические связи на чертежах показаны линиями, которые не имеют позиций.
Второй вариант устройства (фиг.3, 4) содержит элементы первого варианта устройства, причем второй вариант устройства содержит лишь один датчик 16 провисания тестовой ленты, одну электрическую связь датчика 16 с блоком 24 управления, а также одну электрическую связь блока 24 с приводом 6 вращения валиков 4 и 5. (В отличие от первого варианта второй вариант устройства не содержит датчик 15 натяжения тестовой ленты и электрическую связь между ним и блоком 24 управления). Датчик 16 положения тестовой ленты во втором варианте устройства расположен под маятником с возможностью взаимодействия с его выступом 14 в случае провисания тестовой ленты и ее предельного отклонения от заданного положения.
Третий вариант устройства (фиг.5, 6) содержит элементы первого варианта устройства и связи между ними, причем третий вариант устройства содержит лишь один датчик 15 натяжения тестовой ленты 21, который отслеживает положение тестовой ленты при ее прохождении через устройство. Датчик 15 расположен над маятником 11 с возможностью взаимодействия с ним в случае предельно допустимого натяжения тестовой ленты при ее отклонении от заданного положения. (В отличие от первого варианта устройства третий его вариант не имеет датчика 16). При этом третий вариант имеет закрепленный на маятнике противовес 25.
Каждый из вариантов описанного устройства представлен в виде примера исполнения варианта устройства и в этой связи следует заметить, что варианты устройства могут не иметь ограничителей 18 поворота маятника в случаях, если маятник изначально отрегулирован на стабильную работу устройства.
Первый вариант устройства работает следующим образом. Устанавливают постоянной скорость вращения нижней пары валиков 4 и 5 посредством блока 24 управления (фиг.1), который связан с приводом 6 нижней пары валиков. Подают тесто 23 в зазор f между валиками 2 и 3 верхней пары валиков. Тесто 23 захватывается вращающимися навстречу друг к другу валиками 2 и 3, деформируется ими и преобразуется в тестовую ленту 21, движущуюся между бортами 13 маятника 11 по его днищу. В процессе прохождения тестовой ленты между валиками 2 и 3 осуществляется предварительная раскатка теста и ее формование до заданной толщины s и заданной ширины L2 (фиг.2), причем ширина L2 тестовой ленты равна ширине каждого валика верхней пары валиков. В процессе работы устройства лента 21 (фиг.1) проходит между маятником и поддерживающим роликом 12 маятника и направляется в зазор f1 между вращающимися навстречу друг к другу валиками 4 и 5 нижней пары валиков, которые повторно деформируют тестовую ленту 21. Для автоматического попадания тестовой ленты 21 в зазор f1 между второй парой валиков предусмотрено, что ширина L3 каждого валика нижней пары валиков больше ширины L2 каждого валика верней пары валиков на 2-10 мм.
При работе устройства тестовая лента 21 провисает и занимает положение 19, при этом выступ 14 перемещается вместе с маятником в сторону датчика 16 и взаимодействует с ним, который через блок 24 управления замедляет скорость вращения валиков 2 и 3 до уровня, когда эта скорость станет меньше скорости вращения валиков 4 и 5. Эти валики перемещают тестовую ленту 21, которая из-за разности скоростей вращения верхней и нижней пар валиков стремится занять положение 22, при этом тестовая лента натягивается, опирается на поддерживающий ролик 12 и поворачивает маятник 11 на оси 10. Маятник своим выступом 14 взаимодействует с датчиком 15 натяжения тестовой ленты. Датчик 15 посылает сигнал на блок 24 управления, который выдает команду приводу 7 (фиг.2) на увеличение оборотов валиков 2 и 3. Далее в процессе работы устройства провисание тестовой ленты увеличивается и описанный выше цикл работы устройства повторяется.
Описанный процесс ведется непрерывно и тестовая лента при работе устройства плавно переходит от положения максимального провисания к положению максимального ее натяжения, сохраняя при этом стабильное положение тестовой ленты в устройстве и заданное поперечное сечение тестовой ленты по толщине и ширине. Устройство работает в автоматическом режиме. Оно позволяет выполнять последовательную раскатку теста двумя парами валиков 2, 3 и 4, 5 и получить на выходе из устройства однородную, прочную, эластичную и стабильную по размерам тестовую ленту.
Второй вариант устройства работает аналогично предыдущему варианту, с той лишь разницей, что одним датчиком 16 провисания тестовой ленты (фиг.3) фиксируется один параметр положения тестовой ленты - предельно допустимое ее провисание, которое занимает лента в положении, показанном пунктирной линией 19. В этом положении тестовой ленты выступ 14 взаимодействует с датчиком 16, который посылает сигнал на блок 24 управления и блок уменьшает число оборотов верхних валиков 2 и 3 или останавливает их при постоянных оборотах нижних валиков 4 и 5. В результате тестовая лента 21 натягивается, контактирует с роликом 12, увлекает за собой маятник 11 по часовой стрелке и выводит из взаимодействия выступ 14 с датчиком 16. В этом положении блок 24 включает привод 7 и увеличивает обороты валиков 2 и 3. Тестовая лента 21 занимает положение 19 и цикл повторяется.
Описанный процесс ведется непрерывно и тестовая лента при работе устройства плавно переходит от ее положения максимального провисания, показанного пунктирной линией 19, к нормальному отрегулированному положению тестовой ленты 21.
Данный вариант устройства, оснащенный блоком 24 управления и лишь одним датчиком 16 положения тестовой ленты при ее провисании, имеет более простую конструкцию, предназначенную для устройств с небольшой производительностью изготовления тестовой ленты, когда она движется в устройстве с небольшой скоростью. В отличие от работы предыдущего варианта устройства, во втором варианте устройства, показанном на фиг.3, натяжение тестовой ленты 21 в процессе работы устройства не фиксируется. Существенно, что данный вариант устройства (с одним датчиком 16 положения тестовой ленты) обеспечивает возможность работы устройства без использования в нем преобразователей и контроллера.
Третий вариант устройства работает аналогично первому варианту, с той лишь разницей, что одним датчиком 15 натяжения тестовой ленты 21 (фиг.5) фиксируется один параметр положения тестовой ленты - предельно допустимое ее натяжение, при котором занимает лента 21 в положении, показанном пунктирной линией 22. При этом блок 24 управления увеличивает обороты привода 7 и обороты верхних валиков 2 и 3. Скорость перемещения тестовой ленты повышается и в пространстве между первой и второй парами роликов образуются излишки тестовой ленты 21. В результате натяжение тестовой ленты 21 уменьшается, тестовая лента начинает провисать, ложится на маятник 11, перевешивает противовес 25, маятник поворачивается и выводит выступ 14 из взаимодействия с датчиком 15. Этот датчик через блок 24 выключает привод 7 или уменьшает обороты валиков 2 и 3 и тестовая лента занимает положение 22. Далее цикл повторяется.
Описанный процесс ведется непрерывно и тестовая лента при работе устройства плавно переходит от ее положения максимально допустимого натяжения, показанного пунктирной линией 22, к нормальному отрегулированному положению.
Данный вариант устройства, оснащенный блоком 24 управления и лишь одним датчиком 15 натяжения тестовой ленты, также имеет более простую конструкцию, предназначенную для устройств с небольшой производительностью изготовления тестовой ленты, когда она движется в устройстве с небольшой скоростью.
Таким образом, в отличие от работы первого варианта устройства, в третьем его варианте провисание тестовой ленты в процессе работы устройства датчиком не фиксируется. Существенно, что данный вариант устройства (с одним датчиком 15 натяжения тестовой ленты) обеспечивает возможность работы устройства без использования в нем преобразователей и контроллера.
Все варианты устройства обеспечивают регулировку скорости вращения пары верхних валиков 2 и 3, производительности устройства и, в совокупности с другими признаками устройства, исключают обрывы тестовой ленты, ее зажевывание нижней парой валиков и существенно повышают надежность раскатки теста.
По качеству раскатки теста варианты устройства позволяют приблизить процесс раскатывания к традиционному ручному процессу раскатывания теста скалкой, когда достигается качество раскатки, прочность ленты, ее однородность и эластичность, которые необходимы для производства пельменей, вареников, чебуреков, лапши и других видов продукции. При этом варианты устройства стабилизируют заданное рабочее положение тестовой ленты в процессе ее движения через устройство. Это позволило повысить надежность работы описанных вариантов устройства.