ПИТАТЕЛЬ ДЛЯ ВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ
FEEDER FOR VISCOUS PRODUCTS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно, к оборудованию для равномерной непрерывной подачи теста, и может быть использовано в производстве пельменей, вареников и других изделий из теста с начинкой.
Уровень техники
Известен нагнетатель теста, используемый в устройстве для изготовления изделий из теста с начинкой (см. патент на изобретение RU 2552048, МПК: А21С 9/06, А21С 11/06, опубл. 10.06.2015), содержащий установленные под бункером для теста с возможностью встречного вращения нагнетающие валы с радиальными лопастями, захватывающими тесто и направляющими его в середину между валами. Нагнетающие валы выполнены с наружной поверхностью, включающей участок цилиндрической поверхности в средней части и два конических участка по краям с расширением, направленным к концам вала, что способствует направленной подаче теста от стенок бункера к середине.
Недостатком такого нагнетателя является невозможность получения непрерывной тестовой ленты на выходе, т.к. конструктивное исполнение нагнетающих валов с лопастями ведет к порционной выдаче теста.
Известен питатель для пельменного автомата (см. патент RU 78037 U1, МПК: А21С 9/06, опубл. 20.11.2008 г.), содержащий бункер для теста, в нижней части которого установлены два нагнетательных вала с лопатками и размещенный под ними шнек, проталкивающий тесто через окно, формирующее тестовую полосу.
Известен питатель для пельменного автомата, включающий привод и бункер для теста, в нижней части которого размещены одна под другой две пары нагнетающих валков, ориентированных взаимно-перпендикулярно, и направляющий валок для подачи теста в окно выдачи (см. патент RU 115162 U1, МПК: А21С 9/06, опубл. 27.04.2012).
Оба известных питателя позволяют при любых объемах загрузочного бункера получить на выходе непрерывную узкую полосу теста, ширина которой определяется только размерами окна выдачи. Однако повышенное давление, прикладываемое к тесту при проталкивании через окно выдачи, ведет к нарушению структуры теста и ухудшению его качества, значительным ограничениям по влажности и консистенции теста.
Этих недостатков лишены устройства для непрерывной и равномерной подачи теста, содержащие установленные на выходе бункера для теста встречно вращающиеся зубчатые валы (см., например, патент на изобретение RU 2122792, опубл. 10.12.98 г. или патент US 6263788, опубл. 24.07.2001).
Недостатком подобных устройств является невозможность получения узкой тестовой полосы при большом объеме бункера для теста, исполнение которого, особенно для тугого пельменного теста, предполагает практически отвесные боковые стенки и отсутствие дна. Дно бункера перекрывается зубчатыми валами, нагнетающими тесто в зазор между ними, что ведет к получению полосы теста с шириной, равной длине валов.
Получить узкую полосу за счет уменьшения выходного отверстия бункера, при сохранении его объема, невозможно, т.к. это приведет к образованию наклонных боковых стенок и зависанию теста на них.
При широкой полосе теста в устройствах с небольшой производительностью, например, имеющих однорядный или двухрядный формующий барабан, большая часть теста будет уходить в обрезки (отходы).
Использование узкого бункера для получения узкой тестовой полосы приведет к существенному уменьшению его объема и потребует постоянного присутствия обслуживающего персонала (оператора) для пополнения бункера.
Известен питатель для вязкого продукта (патент на полезную модель RU 145506, МПК: А21С 1/00, опубл. 20.09.2014 г., патентообладатель ООО «ВКП «Сигнал-пак»), содержащий нагнетающий механизм, включающий, по меньшей мере, пару приводных зеркально симметричных сопрягающихся валков с пластинами оребрения, закрепленными на цилиндрической поверхности валков под углом +45° и -45° к ее образующей, симметрично относительно середины валка и симметрично пластинам оребрения другого валка относительно плоскости сопряжения валков.
Согласно словарям, «сопряжение» - это соединение деталей, при котором одна из них полностью или частично входит в другую (другие), находится во взаимодействии. Применительно к валкам «сопряжение» выражается в том, что при вращении валков пластины оребрения одного вала заходят в пространство между пластинами другого вала. В этом случае зазоров для выхода теста практически нет. Пластины оребрения будут рвать тесто на части, пытаясь протолкнуть его в узкие просветы между валками, что не позволит получить на выходе непрерывную равномерную полосу продукта. По сути, такое устройство является неработоспособным, а потому в реальности, для получения непрерывной полосы теста, валки размещают друг относительно друга на некотором расстоянии - с зазором (см. https://www.youtube.com/watch?v=5vrznE-_-J8). В результате, аналогично предыдущим аналогам, обеспечивается выдача широкой полосы теста, соответствующей длине валков.
В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого технического решения принята конструкция питателя для вязкого продукта, раскрытая в патенте на полезную модель RU 145506, МПК: А21С 1/00, опубл. 20.09.2014 г. Сходными признаками ближайшего аналога с заявляемым решением являются: наличие встречно-вращающихся нагнетательных валов с рабочими элементами на их поверхности, выполненными в виде продольно-косых выступов, расположенных под углом к оси вращения несущего вала, на каждом валу двумя группами, зеркально-симметричными относительно его середины, а также установка валов с возможностью вхождения продольно-косых выступов одного вала в пространство между продольно-косыми выступами другого вала. Нагнетательные валы связаны с приводом их вращения и при работе установлены на выходе бункера для продукта.
Недостатком ближайшего аналога является невозможность получения на выходе узкой непрерывной и равномерной полосы продукта.
Раскрытие сущности изобретения
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при использовании изобретения, заключается в получении на выходе питателя узкой непрерывной полосы продукта при большом объеме загрузочного бункера, позволяющем обеспечить продолжительную работу оборудования в автономном режиме (между подходами обслуживающего персонала).
Упомянутая проблема решена благодаря усовершенствованию питателя для вязких продуктов, содержащего установленные на выходе бункера для продукта с возможностью встречного вращения нагнетательные валы с рабочими элементами в виде продольно-косых выступов, ориентированных под углом к оси вращения несущего их вала и расположенных на каждом валу двумя группами, зеркально-симметричными относительно его середины, причем валы установлены с возможностью вхождения продольно-косых выступов одного вала в пространство между продольно-косыми выступами другого вала. Упомянутые усовершенствования, согласно заявляемому изобретению, заключаются в том, что каждый нагнетательный вал снабжен продольными выступами, размещенными между группами продольно-косых выступов и выполненными с высотой меньшей, чем высота продольно-косых выступов, обеспечивающей образование между валами в зоне продольных выступов окна-зазора для прохождения продукта.
В отличие от ближайшего аналога, в предлагаемом питателе каждый нагнетательный вал имеет по три группы рабочих захватно-направляющих элементов, две из которых представляют собой группы продольно-косых выступов, размещенные на концевых участках валов, а третья группа выполнена в виде продольных выступов меньшей высоты, размещенных в средней части вала между группами продольно-косых выступов. Причем высота продольных выступов валов такова, что обеспечивает образование окна-зазора между валами, точнее - зазора между вершинами их продольных выступов, обращенных в конкретный момент времени друг к другу.
Продольно-косые выступы валов, перекрывающиеся с образованием минимальных зазоров, в процессе работы питателя обеспечивают максимальное вытеснение продукта с концевых участков валов в среднюю часть устройства, где продукт подхватывается продольными выступами вращающихся валов и направляется в окно-зазор между ними.
В итоге, на выходе питателя, независимо от объема и размеров загрузочного бункера, обеспечивается получение узкой непрерывной и равномерной полосы продукта, ширина которой определяется длиной окна-зазора, равного длине средней части валов, что соответствует длине продольных выступов.
Изменяя параметры средней части нагнетательных валов можно задать любую ширину выдаваемой полосы продукта, что выполняется на этапе проектирования и изготовления устройства. В процессе эксплуатации изменить ширину выдаваемой полосы продукта можно, выполнив замену одной пары нагнетательных валов на другую.
Понятие «концевых участков» в применении к данному решению условное, показывающее только расположение продольно-косых выступов на валу по отношению к положению размещенных между ними (т.е. в середине) продольных выступов. Длина таких «концевых участков» может быть любой и определяется, исходя из конкретных параметров питателя, бункера для продукта, требований к размерам полосы продукта.
Наиболее оптимальный, предпочтительный профиль продольно-косых выступов характеризуется вогнутой передней рабочей поверхностью и выпуклой тыльной нерабочей поверхностью.
Вогнутая рабочая (передняя) поверхность обеспечивает уверенный захват и перемещение продукта. Выпуклая тыльная поверхность обеспечивает максимальное перекрытие зазоров между продольно-косыми выступами валов и способствует наиболее эффективному вытеснению продукта в среднюю часть - в зону окна-зазора.
Несмотря на минимальные зазоры между перекрывающимися продольно-косыми выступами валов, полностью исключить попадание в них продукта невозможно. Попавшие частички продукта, высыхая, могут проваливаться между валами, загрязняя выдаваемый продукт. Чтобы предотвратить подобное загрязнение под нагнетательными валами целесообразно установить сплошную обечайку, выполненную с окном для выхода продукта в зоне окна-зазора между валами. Причем окно обечайки имеет размеры, обеспечивающие свободный проход продукта, выходящего из окна-зазора между валами.
Продольные выступы могут иметь любой профиль, однако предпочтительным является обтекаемый. В этом случае продукт подвергается наименьшему травмированию и на выходе получается более равномерная по толщине полоса продукта.
Целесообразным является, размещение продольных выступов вала напротив паза, образованного между двумя соседними продольно-косыми выступами, где происходит основной выход вытесняемого продукта. Такое размещение выступов ведет к их чередованию в проекции поперечного сечения.
Краткое описание чертежей
Суть предлагаемого технического решения и возможность его промышленной применимости подтверждаются приведенным ниже примером осуществления и чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 - питатель для вязких продуктов, общий вид, изометрия; на фиг. 2 - питатель, вид сверху, схематично; на фиг. 3 - сечение А-А с фиг.2, показано размещение валов относительно бункера для продукта.
Осуществление изобретения
Питатель для вязких продуктов (см. фиг. 1) содержит пару нагнетательных валов 1 и 2, связанных с приводом 3 их вращения. На поверхности каждого вала 1 (2) расположены рабочие элементы в виде продольно-косых (ориентированных под углом к оси вращения вала) выступов 4 и 5, размещенных зеркально-симметрично друг другу относительно середины вала, и продольных (протяженных вдоль оси вала) выступов 6, размещенных между группами продольно-косых выступов 4 и 5.
Изготовление таких нагнетательных валов может быть осуществлено аналогично зубчатым валам с косыми и прямыми зубьями.
Валы 1 и 2 установлены друг относительно друга с возможностью вхождения выступов 4 (5) одного вала между выступами соответственно 4 (5) другого вала. Несмотря на минимальные зазоры на этих участках, «зацепление» между валами 1 и 2 отсутствует, усилия не передаются, а вращение валы 1 и 2 получают от привода 3.
Высота продольных выступов 6 валов существенно меньше высоты продольно-косых выступов 4 и 5, что при установке валов обеспечивает образование в зоне продольных выступов 6 валов окна-зазора 7 для прохождения продукта (см. фиг. 2).
Нагнетательные валы 1 и 2 устанавливаются на выходе бункера 8, в который загружают вязкий продукт, например, тесто 9 (см. фиг. 3).
Питатель работает следующим образом.
Включают привод 3, который обеспечивает встречно направленное вращение нагнетательных валов 1 и 2. При вращении валов 1 и 2 их продольно-косые выступы 4 и 5 вытесняют тесто 9 от краев в направлении середины, где оно подхватывается продольными выступами 6 и проталкивается в окно-зазор 7 между валами. В результате чего на выходе питателя формируется узкая непрерывная и равномерная полоса теста, которая подается на раскатку и далее по технологической цепочке. В конкретном примере использования - на формующий двухрядный барабан для штамповки пельменей.
Узкая полоса теста позволяет снизить образование производственных отходов (обрези) при формовании изделий. Равномерность подаваемой на раскатку полосы теста повышает эффективность раскатки и способствует однородности тестовой заготовки.
При этом обеспечивается возможность работы с загрузочным бункером большого объема, что позволяет добиться продолжительной автономной работы оборудования и исключает необходимость постоянного присутствия обслуживающего персонала, позволяя одному оператору одновременно обслуживать несколько единиц оборудования.
Продольно-косые выступы 4 и 5 валов, предпочтительно, имеют вогнутую рабочую (толкающую переднюю) поверхность 10 и выпуклую нерабочую (тыльную) поверхность 11. Такой профиль рабочих элементов способствует лучшему захвату перемещаемого продукта и при этом обеспечивает максимальное перекрытие зазоров между выступами 4' и 4'' валов (см. фрагмент на фиг. 3), что предотвращает прохождение продукта между валами вне зоны окна-зазора 7.
Продольные выступы 6 чередуются с продольно-косыми выступами 4 (5) в проекции поперечного сечения вала и имеют обтекаемый профиль, способствующий наименьшему травмированию теста и получению более равномерной по толщине полосы.
Для предотвращения попадания в выдаваемый продукт крошек под нагнетательными валами 1 и 2 может быть установлена обечайка 12, выполненная с окном в зоне окна-зазора 7 между валами, при этом размеры окна обечайки (на чертежах не показано) обеспечивают свободный выход продукта.
Предлагаемый питатель можно использовать не только для теста, но также для подачи начинки, например, фарша, творога, джема и других вязких продуктов.