НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ЯИЦ

Область техники
Полезная модель относится к нагревательным устройствам для нагрева яиц. Уровень техники
Известные в настоящее время нагревательные устройства для нагрева яиц весьма разнообразны. Настоящая полезная модель относится к устройствам, реализующим автоматизированный нагрев яиц за счет возникающего при вращении сырого яйца внутреннего трения. Типичными требованиями к таким устройствам являются простота использования, качественный продукт нагрева (яйцо необходимой степени приготовления), высокая эффективность. Современные технологические процессы зачастую предъявляют и более строгие требования к нагревательным устройствам для нагрева продуктов питания, в том числе яиц. В частности, в области тепловой обработки яиц зачастую необходима высокая точность динамики процесса нагрева, исключение возможности перегрева. Например, такие требования к нагревательным устройствам являются одними из приоритетных в пищевой промышленности. В настоящее время в промышленности и быту используются различные устройства, в той или иной мере отвечающие вышеуказанным требованиям и оснащенные различными средствами контроля готовности яйца. Существенным требованием является также экономия электроэнергии. Так, например, для варки одного яйца в бытовых условиях необходимо нагревать до 100С и поддерживать при данной температуре до 1 литра воды. При этом масса нагреваемой воды и посуды для варки как минимум в несколько раз (а зачастую в 10 и более раз) превышает массу яйца, что приводит к существенным потерям энергии и пиковым нагрузкам на энергосистем, в особенности учитывая количество производимых (до 70 мл. тонн) и приготавливаемых в мире яиц ежегодно.
Из US 4276820 известно нагревательное устройство для нагрева яиц, которое содержит корпус, выполненный в виде тела вращения с возможностью вмещения яйца и с возможностью вращения вокруг оси симметрии; поддерживающие средства для поддержки корпуса; привод, выполненный с возможностью вращения корпуса вокруг оси симметрии; контроллер, соединенный с приводом и выполненный с возможностью управления вращением привода, и датчик вязкости яйца, соединенный с контроллером. Устройство не требует от пользователя особых навыков и обеспечивает контролируемый нагрев яйца, реализуемый за счет измерения вязкости яйца при его поворотах, причем яйцо остается цельным. Тем не менее, для нагрева яиц в указанном устройстве используются специальные нагревательные средства, в частности в устройство помещают некоторое количество воды, которое затем нагревают вместе с яйцом для его приготовления. Таким образом, для нагрева яйца в указанном устройстве необходимо дополнительно обеспечивать нагрев некоторого количества воды, а для реализации контроля вязкости яйца используется механическая трансмиссия, что снижает эффективность использования энергии в устройстве.
Таким образом, несмотря на известность различных нагревательных устройств для нагрева яиц актуальной остается задача улучшения их характеристик, в частности энергоэффективности.
Сущность полезной модели
Нагревательное устройство для нагрева яиц согласно настоящей полезной модели предназначено для нагрева яиц.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение нагревательного устройства для нагрева яиц, обладающего улучшенной эффективностью.
Указанная задача решена благодаря тому, что, согласно настоящей полезной модели, нагревательное устройство для нагрева жидкости содержит корпус, выполненный в виде тела вращения с возможностью вмещения яйца и с возможностью вращения вокруг оси симметрии; поддерживающие средства для поддержки корпуса; привод, выполненный с возможностью вращения корпуса вокруг оси симметрии; контроллер, соединенный с приводом и выполненный с возможностью управления вращением привода, и датчик вязкости яйца, соединенный с контроллером, причем нагревательное устройство дополнительно содержит датчик температуры яйца, соединенный с контролером, контроллер выполнен с возможностью регулировки скорости вращения привода с учетом сигналов указанных датчиков, привод выполнен в виде магнитной муфты или магнитного привода, а корпус содержит полый лепестковый обжим, выполненный с возможностью открытия и закрытия посредством движения лепестков и с возможностью герметичного обхвата поверхности яйца в закрытом положении.
В предлагаемом устройстве нагрев осуществляется за счет внутреннего трения, возникающего в яйце при вращении, что позволяет достичь большей энергоэффективности (по предварительным оценкам может позволить экономить до 1 ТВт в год). Кроме того, согласно предпочтительному варианту реализации устройства согласно настоящей полезной модели в устройство включен привод без трансмиссии, например в виде магнитной муфты, а также магнитные подшипники в качестве составляющих элементов конструкции и/или магнитного привода. Такая конструкция, где передача вращательного движения осуществляется магнитной муфтой, не только позволяет уменьшить вибрации, но и выгодно отличается от конструкций, имеющих приводы с механической трансмиссией, меньшим весом и габаритами, а также позволяет снизить потери на трение. Таким образом, указанная конструкция позволит избежать ударных воздействий в процессе работы устройства, а также сэкономить энергию за счет минимизации трения в механизме привода, что обеспечивает улучшенную энергоэффективность нагревательного устройства согласно настоящей полезной модели.
Предлагаемое устройство также исключает возможность перегрева яйца определенной температуры за счет реализуемого в устройстве метода нагрева: вязкостное трение, за счет которого происходит нагрев яйца в устройстве согласно настоящей полезной модели, имеет место только в жидком веществе. Таким образом, как только яйцо приобретает более вязкую консистенцию, его нагрев вращением становится невозможен, а контроллер, получающий данные с датчиков температуры и вязкости яйца, прекращает работу устройства. Таким образом, в устройстве исключена вероятность неэффективной работы устройства, когда продукт (яйцо) уже готов, а устройство продолжает работать. Это позволяет дополнительно повысить эффективность работы устройства и вместе с тем повысить точность режима температурной обработки яйца.
Технический результат полезной модели заключается в экономии электроэнергии за счет повышенной энергоэффективности устройства согласно настоящей полезной модели.
Наличие у устройства корпуса, выполненного в виде тела вращения с возможностью вмещения яйца и с возможностью вращения вокруг оси симметрии, а также наличиеполого лепесткового обжима, выполненного с возможностью открытия и закрытия посредством движения лепестков и с возможностью герметичного обхвата поверхности яйца в закрытом положении; привода, выполненного с возможностью вращения корпуса вокруг оси симметрии; и контроллера, соединенного с приводом и выполненного с возможностью управления вращением привода, позволяет реализовать вращение яйца и его нагрев за счет возникающего при вращении внутреннего трения.
При этом нагрев за счет внутреннего трения обеспечивает повышение энергоэффективности устройства. Кроме того, энергоэффективность дополнительно увеличена благодаря использованию привода в виде магнитной муфты или магнитного привода и наличию контроллера, регулирующего скорость вращения привода с учетом сигналов датчиков для оптимизации работы устройства.
Наличие в устройстве датчика вязкости яйца, соединенного с контроллером, датчика температуры яйца, соединенного с контроллером, а также выполнение контроллера с возможностью регулировки скорости вращения привода с учетом сигналов указанных датчиков позволяет обеспечить контролируемый нагрев яйца.
Обеспечение в нагревательном устройстве датчика температуры яйца, соединенного с контроллером, и выполнение контроллера с возможностью регулировки скорости вращения привода в соответствии с сигналами указанного датчика температуры позволяет повысить эффективность нагревательного устройства аз счет обеспечения контролируемого нагрева яйца.
Выполнение привода в виде магнитного привода также обеспечивает снижение потерь на трение, что в свою очередь обеспечивает повышенную эффективность устройства согласно настоящей полезной модели.
Отдельно следует отметить выполнение корпуса с возможностью плотно облегать вмещенное яйцо, что позволяет снизить вибрации и избежать повреждения целостности яйца при использовании нагревательного устройства. Указанные признаки обеспечивают увеличение надежности, безопасности и эффективности устройства согласно настоящей полезной модели.
Выполнение привода устройства с возможностью обеспечивать скорость вращения корпуса до 2000, а в некоторых вариантах реализации до 150000 об/мин позволяет ускорить процесс приготовления яйца (например до 3 минут для приготовления всмятку куриного яйца первой категории, диаметр примерно 4 см).
Выполнение привода устройства с возможностью обеспечивать плавный набор скорости вращения корпуса.
2
Выполнение привода с возможностью обеспечивать плавное увеличение скорости вращения корпуса не более, чем на 30-300 об/с, обеспечивает улучшенную безопасность устройства.
Использование в устройстве привода с осью вращения, совпадающей с осью симметрии корпуса, позволяет избежать разбалансировки устройства при высоких скоростях вращения, что обеспечивает повышение безопасности и надежности устройства согласно настоящей полезной модели.
Наличие в устройстве датчика вибрации корпуса, соединенного с контроллером, который выполнен с возможностью регулировки скорости вращения привода и смыкания лепестков лепесткового обжима с учетом сигналов указанного датчика, позволяет обеспечить контролируемый нагрев яйца и обеспечить безопасность и надежность работы устройства за счет возможности снижения скорости и/или остановки вращения и/или улучшения фиксации яйца при возникновении сильных вибраций.
Обеспечение открытия/закрытия лепестков корпуса посредством рычажного механизма с ручным управлением; выполнение корпуса съемным; выполнение контроллера с возможностью обеспечивать два режима работы устройства, соответствующих получению яйца всмятку и яйца вкрутую; обеспечение ручного задания режима работы; обеспечение автоматическое открывание корпуса и звуковой сигнализации по завершении режима работы устройства делает устройство удобным для бытового использования.
Оснащение устройства сенсорным экраном с возможностью задания и индикации параметров и режима работы обеспечивает удобство и простоту использования нагревательного устройства согласно настоящей полезной модели.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано устройство согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели в открытом виде.
На Фиг.2 показан вид в разрезе закрытого устройства согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели.
Осуществление полезной модели
Нагревательное устройство для нагрева яиц согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели показано на Фиг.1-2).
На Фиг.1 показано устройство согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели в открытом виде. Нагревательное устройство для нагрева яиц содержит внешний корпус 1, оснащенный крышкой 2. На внешнем корпусе 1 расположены кнопка 3 открывания внешнего корпуса 1, кнопка 4 «START/STOP», а также сенсорный экран 5, выполненный с возможностью задания и индикации параметров и режима работы нагревательного устройства.
На Фиг.2 показан вид в разрезе закрытого устройства согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели. На Фиг.2 показано, что под крышкой 2 внешнего корпуса 1 установлен с возможностью снятия нагревательный корпус 6. Нагревательный корпус 6 оборудован крышкой 7. На нагревательном корпусе 6 расположена кнопка 8 открывания и закрывания нагревательного корпуса 6. Нагревательный корпус 6 выполнен в виде чаши, содержащей лепестковый обжим 9, выполненный с возможностью открытия и закрытия посредством движения лепестков и с возможностью герметичного обхвата поверхности яйца в закрытом положении. Лепестковый обжим содержит каркасную часть, выполненную из металла и расположенную внутри эластичной оболочки, выполненной из пищевого термостойкого силиконного материала. При этом лепестки обжима представляют собой отдельные части, соединенные с одной стороны в основании обжима, а эластичная оболочка выполнена цельной с целью обеспечения герметичности, а также выполнена с линиями ослабления, по которым оболочка сгибается при сведении лепестков обжима. Возможность подстройки обжима под размер помещенного в него яйца реализована за счет того, что при сведении лепестков обжима для герметичности обхвата они могут быть сведены не полностью, так как герметичность будет обеспечена за счет упругого и эластичного материала оболочки, который примет форму вмещенного яйца и обеспечит его фиксацию относительно более жестких элементов каркаса (металлических каркасных лепестков). Движение лепестков обеспечено посредством рычажного механизма (на фигурах не показан), который выполнен с возможностью смыкания и размыкания лепестков обжима, а также с возможностью подъема обжима из чаши нагревательного корпуса 6.
Внешний корпус 1 также содержит магнитный привод 12, выполненный с возможностью вращения нагревательного корпуса 6 вокруг оси О симметрии, и контроллер 13, соединенный с приводом 12 и выполненный с возможностью управления вращением привода 12. Нагревательный корпус 6 также оборудован датчиком 10 вязкости яйца и датчиком 11 температуры яйца. Указанные датчики соединены с контроллером 13 для передачи на него сигналов, содержащих информацию соответственно о вязкости яйца и температуре яйца, а контроллер 13 соединен с приводом и посредством сигнальных линий передает на него управляющие сигналы с учетом сигналов указанных датчиков.
Согласно настоящей полезной модели устройство кроме того содержит датчик вибрации корпуса 6, а контроллер выполнен с возможностью регулировки скорости вращения привода с учетом сигналов датчика 10 вязкости яйца, датчика 11 температуры яйца и датчика вибрации корпуса 1 (на фигурах не показан). При поступлении на контроллер сигнала с датчика вибрации корпуса производится оценка вибраций, и в случае, если уровень вибраций превышает заданный безопасный порог, контроллер подает управляющие сигналы для снижения скорости вращения корпуса и/или большего смыкания лепестков обжима для соответствующего снижения вибраций.
Согласно одному из вариантов реализации настоящей полезной модели (Фиг.1-2), заявленное нагревательное устройство для нагрева яиц работает следующим образом. Крышку 2 внешнего корпуса 1 открывают с помощью соответствующей кнопки 3. После открытия крышки 2 внешнего корпуса 1 для загрузки яйца в нагревательный корпус 6 необходимо произвести открытие нагревательного корпуса 6 с помощью нажатия на кнопку 8 открывания и закрывания нагревательного корпуса 6. При этом происходит открывание крышки 7 нагревательного корпуса 6, а также раскрытие и подъем лепесткового обжима 9 с помощью рычажного механизма, который приводят в действие нажатием кнопки 8. По завершении вышеуказанных действий устройство открыто (Фиг.2) и готово к загрузке яйца. После того, как пользователь помещает яйцо в обжим 9 нагревательного корпуса 6, для его закрытия необходимо нажать кнопку 8. По нажатии кнопки 8 лепестки обжима 9 сводятся к центру и обжимают яйцо, и яйцо фиксируется в нагревательном корпусе 6 с помощью обжима 9, а крышка 7 нагревательного корпуса 6 закрывается. Затем с помощью сенсорного экрана 5 пользователь задает режим и параметры работы нагревательного устройства согласно настоящей полезной модели. Устройство может работать в одном из таких режимов, как режим варки вкрутую и режим варки всмятку. Режимы характеризуются набором параметров, таких как скорость вращения нагревательного корпуса 6 с помещенным в него яйцом, время вращения, температура и вязкость яйца. Параметры, соответствующие конкретным режимам, внесены в память контроллера, а требуемый режим, выбранный пользователем с помощью сенсорного экрана 5, реализуется путем выполнения контроллером соответствующей программы. Кроме того, некоторые или все параметры могут быть выставлены вручную.
Для начала нагрева пользователю необходимо закрыть крышку 2 внешнего корпуса 1 и нажать кнопку 4 "START/STOP", после чего контроллер 13 инициирует вращение привода 12 путем подачи на него соответствующего управляющего сигнала по сигнальной линии. По завершении нагрева согласно заданному режиму и/или параметрам работы устройство автоматически прекращает вращение: сигналы датчика 11 температуры яйца и датчика 10 вязкости яйца о достижении необходимой температуры и вязкости помещенного в нагревательный корпус 6 яйца поступают на контроллер 13, который затем останавливает вращение нагревательного корпуса 6 и после окончательной остановки вращения производит открытие крышки 2 внешнего корпуса 1 устройства. При этом устройство издает звуковой сигнал, соответствующий окончанию работы.
Для специалиста очевидно, что раскрытая полезная модель не ограничена приведенными вариантами реализации и что возможны ее модификации, не выходящие за пределы, ограниченные приведенной формулой полезной модели.