СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCTION OF FOOD PRODUCTS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для изготовления пищевых продуктов, таких как мягкие потребляемые продукты, замороженные напитки и другие подобные продукты, которые часто потребляют с использованием ложки. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству для автоматического смешивания пищевых продуктов и других компонентов, помещенных в чашу или другую емкость.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Предприятия быстрого обслуживания и подобные предприятия часто используют полузамороженные напитки, такие как мягкое мороженое, фруктовые напитки или подобные продукты, которые состоят в основном из продукта типа сливочного мороженого и добавок, выбираемых потребителем. Обычно такой продукт изготавливают и смешивают в чаше или другой емкости работником предприятия в машине. Эта машина снабжена вращающейся стержнеподобной мешалкой, которую обычно помещают в пищевой продукт, находящийся в чаше для его смешивания. Для правильного смешивания ингредиентов обычно требуется перемещать стакан вверх и вниз и обычно круговыми движениями, чтобы весь продукт был правильно смешан. Однако этот процесс является не только утомительным и длительным. Работник мог бы лучше использовать время в ожидании следующего клиента, и, кроме того, зачастую готовый напиток смешан не полностью или просто плохо. Кроме того, если пользователь не очень внимательный, быстро вращающаяся мешалка может зацепляться с дном и/или боковыми сторонами стакана при его перемещении пользователем, возможно повреждая или раскалывая его, таким образом, нарушая целостность пищевого продукта.
В результате, было сделано несколько попыток автоматизировать процесс смешивания. В этих ситуациях пользователь мог бы добавить ингредиенты по своему выбору в стакан и затем поместить стакан в машину под мешалкой. При приведении в действие машины быстро вращающаяся мешалка перемещается вверх и вниз в стакане для того, чтобы смешать ингредиенты. Хотя такие машины будут обычно предотвращать повреждение стакана, они часто не полностью смешивают ингредиенты, так как мешалка не будет смешивать ингредиенты, расположенные на периферии стакана.
Следовательно, существует необходимость в машине, которая сможет приводиться в действие для полного смешивания ингредиентов в стакане без повреждения стакана.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание устройства и способа его управления, которое использует мешалку для эффективного и автоматического смешивания пищевых ингредиентов в емкости.
Целью одного аспекта настоящего изобретения является создание способа и устройства, как указано выше, которое размещает мешалку в емкости, смещенной от ее оси для более эффективного смешивания ингредиентов в емкости.
Целью другого аспекта настоящего изобретения является создание способа и устройства, как указано выше, в котором емкость вращается для более эффективного смешивания ингредиентов в емкости.
Эти и другие цели настоящего изобретения, а также его преимущества по сравнению с уровнем техники, которые будут понятны из нижеследующего описания, достигнуты за счет нижеописанных и заявленных усовершенствований.
В целом, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения устройство для смешивания пищевого продукта в емкости включает держатель емкости, имеющий ось и способный принять емкость. Мешалка способна вращаться на оси и расположена над держателем емкости. Держатель емкости способен перемещаться вверх, так что мешалка селективно располагается в емкости с осью вращения мешалки, смещаемой от оси держателя емкости.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения устройство для смешивания пищевого продукта в емкости включает держатель емкости, способный принять емкость. Вращающаяся мешалка расположена над держателем емкости. Держатель емкости способен перемещаться вверх, так что мешалка селективно располагается в емкости. Держатель емкости также способен вращаться при расположении мешалки в емкости.
Эти аспекты при сочетании обеспечивают устройство для смешивания пищевого продукта в емкости, включающее держатель емкости, содержащий ось и способный принять емкость. Мешалка способна вращаться на оси и расположена над держателем емкости. Держатель емкости способен перемещаться вверх, так что мешалка селективно располагается в емкости с осью вращения мешалки, смещаемой от оси держателя емкости. Держатель емкости также способен вращаться при нахождении мешалки в емкости.
Один аспект способа приготовления пищевого продукта в емкости с использованием мешалки, имеющей ось вращения, включает стадии размещения емкости в держателе емкости, имеющем ось, перемещения держателя емкости к мешалке, так что мешалка входит в емкость со своей осью вращения, смещенной от оси держателя емкости, и вращения мешалки при нахождении в емкости.
Другой аспект раскрытого способа смешивания пищевого продукта в емкости с помощью мешалки включает стадии размещения емкости в держателе емкости, перемещения держателя емкости к мешалке, так что мешалка входит в емкость, вращения мешалки при нахождении в емкости и селективного поворота держателя емкости при вращении мешалки.
Аспекты этих способов при сочетании обеспечивают способ смешивания пищевого продукта в емкости с помощью мешалки, имеющей ось вращения, включающий стадии размещения емкости в держателе емкости, имеющем ось, перемещения держателя емкости к мешалке, так что мешалка входит в емкость со своей осью вращения, смещенной от оси держателя емкости, вращения мешалки при нахождении в емкости и селективного поворота держателя емкости при вращении мешалки.
Предпочтительный пример машины для смешивания пищевого продукта и ее способа управления показан в качестве примера на сопроводительных чертежах без попытки показать все различные формы и модификации, в которых настоящее изобретение могло бы быть воплощено, причем настоящее изобретение определяется прилагаемой формулой изобретения, а не деталями описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схематичный вид в перспективе сверху, спереди, с правой стороны смешивающей машины, выполненной в соответствии с настоящим изобретением и показанной в своем исходном положении;
фиг.2 - схематичный вид, подобный виду на фиг.1, но показывающий машину в положении, последовательно следующем за положением, показанным на фиг.1 во время ее работы;
фиг.3 - схематичный вид, подобный видам на фиг.1 и 2, но показывающий машину в положении, последовательно следующем за положением, показанным на фиг.2 во время ее работы;
фиг.4 - схематичный вид в перспективе сверху, сзади, с правой стороны смешивающей машины в положении, показанном на фиг.1;
фиг.5 - схематичный вид в перспективе сверху, с левой стороны, спереди смешивающей машины в положении, показанном на фиг.2;
фиг.6 - вид спереди смешивающей машины в положении, показанном на фиг.2;
фиг.7 - вид с левой стороны смешивающей машины в положении, показанном на фиг.2.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Машина для смешивания пищевых продуктов, выполненная по изобретению, обозначена в целом позицией 10. Для облечения описания элементов машины 10, она показана без корпуса, который в остальных случаях будет закрывать верхнюю, заднюю и боковые стороны машины 10, оставляя открытой ее переднюю сторону. Машина 10 включает нижнюю пластину 11, промежуточную пластину 12 и верхнюю пластину 13. Нижняя пластина 11 содержит направленные вниз фланцы 14 на ее боковых сторонах и задней стороне, промежуточная пластина 12 содержит направленные вниз фланцы 15 на ее боковых сторонах и задней стороне, а также частично вдоль ее передней стороны, и верхняя пластина 13 содержит направленные вверх фланцы 16 на ее боковых сторонах и задней стороне. Фланцы 14, 15 и 16 выполнены с возможностью вмещения и поддержания корпуса (не показан), как описано выше, известным способом.
Промежуточная пластина 12 поддерживается на расстоянии от нижней пластины 11 за счет противоположных коробчатых рам, обозначенных в целом позицией 17 и расположенных на каждой стороне машины 10. Каждая коробчатая рама 17 включает основную пластину 18, содержащую противоположные боковые пластины 19 и противоположные концевые пластины 20 (показана одна), проходящие от ее периферии. Одна концевая пластина 20 закреплена на верхней стороне нижней пластины 11, а другая концевая пластина (не показана) закреплена на нижней стороне промежуточной пластины 12. По существу, коробчатые рамы 17 поддерживают промежуточную пластину 12, расположенную сверху на расстоянии от нижней пластины 11.
Верхняя пластина 13 поддерживается на расстоянии от промежуточной пластины 12 за счет противоположных стоек 21, расположенных между задними углами пластин 12 и 13. Если необходимо, дополнительные стойки или другие опоры могут быть установлены на передних углах пластин 12 и 13, как понятно специалисту в данной области техники. По существу, стойки 21 поддерживают верхнюю пластину 13, расположенную сверху на расстоянии от промежуточной пластины 12.
Электродвигатель 22 мешалки поддерживается верхней пластиной 13, например, за счет болтов 23 и, таким образом подвешен между верхней пластиной 13 и промежуточной пластиной 12. Электродвигатель 22 вращает вал 24, который поддерживает шкив 25. Ремень 26 проходит между шкивом 25 и шкивом 27, поддерживаемым валом 28 мешалки. Таким образом, с помощью ремня 26 электродвигатель 22 вращает вал 28 мешалки, который проходит через и вниз от верхней пластины 13 и который поддерживает мешалку для пищевых продуктов, обозначенную в целом позицией 30.
Мешалка 30 может иметь любую известную конфигурацию, но показана в форме ложки. По существу, мешалкой 30 является пластмассовый элемент, содержащий полый стержень 31, который закреплен с возможностью съема на одном конце с помощью соединителя 32 на валу 28 мешалки и который выполнен с лопастью 33 в форме черпака ложки на другом конце стержня 31. Такая мешалка в форме ложки и ее преимущества описаны в патенте США № 4946287, который включен в данном документе согласно ссылке, поскольку так или иначе может быть необходим для полного понимания настоящего изобретения.
Как обсуждено в данном патенте, использование одноразовой мешалки 30 в форме ложки обеспечивает несколько преимуществ. Предприятие быстрого обслуживания или другое предприятие, имеющее машину 10, может недорого обеспечить потребителя мешалкой 30 в форме ложки, и потребитель только перемещает стержень 31 на валу 28 мешалки, пока соединитель 32 не отсоединится от вала 28. Лопасть 33 в форме черпака обеспечивает идеальную мешалку пищевых продуктов, и когда продукт смешан, пользователь может снять мешалку 30 в форме ложки с вала 28 и использовать ее при необходимости для съедания пищевого продукта. Одновременно, вал 28 остается чистым, будучи закрытый стержнем 31, чтобы не загрязнять пищевой продукт следующего пользователя машины, и в любом случае исключить потребность в специалисте для очистки вала 28 мешалки.
Машина 10 включает подвижную пластину, обозначенную в целом позицией 35. Подвижная пластина 35 обычно имеет u-образную конфигурацию, включающую платформу 36 и противоположные отогнутые части 37, проходящие вниз от периферии платформы 36. Держатель для емкости, такой как стакан или ему подобное, обозначен в целом позицией 38 и включает нижнюю поверхность 39 (фиг.6 и 7) и цилиндрический корпус 40, проходящий вверх от нее. Корпус 40 является полым, образующим до некоторой степени коническое отверстие для вмещения емкости, окруженное на его верхней периферии дугообразным фланцем 42. Как лучше всего видно на фиг.6 и 7, вал 43 проходит вниз от нижней поверхности 39 через отверстие в платформе 36 подвижной пластины 35. Таким образом, вал 43 образует ось или центр держателя 38 емкости и поддерживает шкив 44. Как лучше всего видно на фиг.4, электродвигатель 45 поддерживается подвижной пластиной 35, и его вал (не показан) проходит через пластину 35 и поддерживает шкив 46. Ремень (не показан) соединяет шкивы 46 и 44 таким образом, что при приведении в действие электродвигателя 45 вал 43 держателя 38 емкости вращается и, таким образом, держатель 38 емкости способен вращаться на своей оси.
Подвижная пластина 35 способна перемещаться вверх и вниз за счет реверсивного электродвигателя 47, поддерживаемого промежуточной пластиной 12. Винтовой вал 48 проходит вниз от электродвигателя 47 через отверстие 49 в платформе 36 подвижной пластины 35 в нерезьбовой выступ 50 (фиг.2), поддерживаемый нижней пластиной 11. Винтовой вал 48 функционально соединен с подвижной пластиной 35 с помощью резьбового соединителя (не показан) или ему подобного, поддерживаемого снизу платформой 46. По существу, когда электродвигатель 47 вращает вал 48 в одном направлении, подвижная пластина 35 перемещается вверх, и когда вал 48 вращается в противоположном направлении, пластина 45 перемещается вниз.
Во время этого перемещения для обеспечения стабильности подвижная пластина 35 направляется противоположными механизмами, обозначенными в целом позицией 55. Механизмы 55 показаны в виде направляющих, поддерживаемых внизу нижней пластиной 11, и проходят через щели 56 в промежуточной пластине 12 для поддержания сверху. Каждая направляющая включает дорожку 57 с подшипниками, взаимодействующими с дорожкой 57. Противоположные пластины 59 закреплены на противоположных отогнутых частях 37 подвижной пластины 35 и включают ушко 60, которое размещается на каждой дорожке 57 и схематически показано на фиг.1. Таким образом, при перемещении подвижной пластины 35 вверх и вниз ушки 60 с помощью подшипников 58 передвигаются по дорожкам 57.
Как лучше всего показано на фиг.5 и 6, боковая пластина 19 одной коробчатой рамы 17 содержит множество конечных переключателей: нижний конечный переключатель 61, средний конечный переключатель 62 и верхний конечный переключатель 63. Конечные переключатели 61, 62 и 63 выполнены с возможностью зацепления и приведения в действие за счет контакта 64, поддерживаемого пластиной 59, которая расположена рядом с этой коробчатой рамой 17. Работа машины 10 управляется конечными переключателями 61, 62 и 63, а также электродвигателями 22, 45 и 47, которые в свою очередь предпочтительно управляются программируемым контроллером способом, который будет описан ниже.
Исходное положение машины 10, когда она не используется, показано на фиг.1. В этом положении подвижная пластина 35 полностью опущена, как определено конечным переключателем 61. В этом положении пользователь устанавливает обычный стакан или другую емкость с пищевым продуктом для смешивания в держатель 38 емкости. Отверстие 41 держателя 38 может иметь размер для вмещения обычных стаканов разных размеров, но если используются специальные емкости, специально выполненный держатель емкости может заменить показанный держатель 38.
Затем, пользователь выбирает программу для машины 10 и включает двигатель 47, что предпочтительно осуществляется с помощью кнопок (не показаны), расположенных на панели управления машины 10. После приведения в действие электродвигатель 47 перемещает пластину 35 вверх. При достижении положения на фиг.2, то есть приблизительно в момент времени, когда мешалка 30 почти входит в емкость, конечный переключатель 62 выключается, что приводит в действие вращающуюся мешалку 30. Дальнейшее перемещение вверх пластины 35 погружает мешалку 30 в пищевой продукт, и когда пластина 35 достигает своего верхнего предела, как показано на фиг.3, с мешалкой 30 около дна емкости (но не продавливая дно емкости), конечный переключатель 63 выключается. Это приводит в действие электродвигатель 45, который вращает держатель 38 емкости на его оси. Необходимо отметить, что в это время электродвигатель 45 прошел вверх через отверстие 65, образованное в промежуточной пластине 12 для этой цели. Приведение в действие конечного переключателя 63 также изменяет на обратное направление электродвигателя 47, так что подвижная пластина 35 начинает перемещаться вниз обратно в положение на фиг.2. В зависимости от того, на какое время смешивания запрограммирован контроллер, обычно, когда конечный переключатель 62 снова зацепляется, электродвигатель 47 будет снова изменять направление на обратное, направляя подвижную пластину 35 вверх. Момент времени между положениями на фиг.2 и фиг.3 будет продолжаться, пока контроллер не определит, что заданное время истекло для удовлетворительного смешивания конкретного пищевого продукта. В это время конечный переключатель 62 выключается, так что пластина 35 проходит мимо него и перемещается в исходное положение на фиг.1, в котором конечный переключатель 61 зацепляется для отключения всех электродвигателей. Затем, пользователь может снять свою емкость и мешалку 30 в форме ложки, как описано выше, для того, чтобы съесть свой полностью смешанный пищевой продукт.
Как показано на чертежах, вероятно лучше всего на фиг.5 и 7, важно отметить, что предпочтительно мешалка 30 не располагается непосредственно на оси держателя 38 емкости. Таким образом, как показано, она смещена от, или относительно центра этой оси, так что смешивание не происходит полностью в центре держателя 38 емкости, что являлось недостатком известного уровня техники. Наоборот, за счет расположения оси мешалки 30 где-то между осью емкости в держателе 38 емкости и корпусом емкости, в том виде как определено корпусом 40 держателя 38 емкости, полное смешивание пищевого продукта выполняется без повреждения емкости.
Кроме того, предпочтительно, чтобы при приведении в действие конечным переключателем 63 электродвигателя 45 для начала вращения держателя 38 емкости такое вращение может не быть непрерывным. То есть предпочтительно, чтобы при перемещении пластины 35 вниз, держатель 38 емкости поворачивался, например, приблизительно только на девяносто градусов, и такой поворот предпочтительно прекращается к тому моменту, когда держатель 38 емкости достигнет положения на фиг.2. Затем, когда положение на фиг.3 снова достигнуто, электродвигатель 45 снова приводится в действие для поворота держателя 38 емкости еще на девяносто градусов при его перемещении снова вниз. Используя этот поворот на девяносто градусов в качестве примера при четырех возвратно-поступательных движениях вверх и вниз будет гарантировано, что все триста шестьдесят градусов пищевого продукта в емкости будут подвергнуты воздействию вращающейся мешалки 30.
Ввиду вышеизложенного следует понимать, что машина, выполненная и приводимая в действие, как описано в данном документе, будет полностью и автоматически смешивать пищевой продукт в емкости, таким образом, достигая цели настоящего изобретения и, по существу, усовершенствуя уровень техники.