ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕСТА С НАЧИНКОЙ

Предлагаемая полезная модель (ПМ) относится к узлам для формования изделий из теста с начинкой, таких как вареники, чебуреки и т.п., (далее - изделия). Предназначена для работы в составе линий для производства изделий (далее - линий).
Известно устройство для изготовления изделий по патенту на ПМ РФ №122249, которое содержит раму, бункеры для теста и начинки; питатели теста и начинки, экструзионный механизм для выдавливания тестовой трубки, сообщенный с нагнетателем начинки. На раме смонтирован узел для формования изделий, включающий формовочные барабаны. Узел выполнен в виде быстросъемного конструкционного модуля. При переходе на производство других изделий, прежний модуль демонтируют, на его месте устанавливают другой модуль, в котором формовочные барабаны имеют другие ячейки. Замена модуля достаточно трудоемка, поскольку узел, включающий силовой корпус, два барабана, приводные механизмы, имеет вес до 300 Н. Кроме того, в описании модуля не раскрыто, как регулировать силу прижатия барабанов друг к другу, от которой зависит качество формования изделий и надежность работы узла.
Наиболее близкой к предлагаемой ПМ является, на наш взгляд, линия для изготовления изделий по патенту РФ №2036584 - прототип. Данная линия включает агрегат для формования тестовой трубки с начинкой и транспортер для подачи тестовой трубки к функциональному узлу для формования изделий. Указанный узел содержит корпус, имеющий щеки, в которых закреплены подшипниковые щиты. В подшипниках установлен вал с формовочным барабаном, на поверхности которого выполнены формовочные ячейки. Второй барабан, установленный в качестве опоры под формовочным барабаном, имеет гладкую поверхность. Этот барабан также называют обкатным, поскольку он обкатывает формовочный барабан.
К недостаткам прототипа следует отнести то, что при переходе на производство других изделий в нем, кроме разборки узла и монтирования другого формовочного барабана, необходимо точно отрегулировать усилие прижатия формовочного барабана к обкатному, что требует от оператора определенной квалификации. Если прижатие будет недостаточным, то не все тесто будет выдавлено из областей между ячейками. Тогда изделия будут формоваться с "облоем", или слипшимися. Если прижатие будет чрезмерным, привод узла будет испытывать повышенную нагрузку, что приведет к преждевременному износу деталей узла. На практике для регулировки прижатия барабанов применяют винтовые механизмы. Как правило, усилие прижатия не тарировано и определяется оператором «на глаз», что требует определенного опыта. Высока вероятность того, что разные винты будут прижимать разные части формовочного барабана по-разному. При этом может возникнуть перекос барабана, приводящий к браку продукции и преждевременному износу узла. Такой же нежелательный эффект получается при отклонении формы обкатного барабана от цилиндрической или попадании между барабанами твердых включений. Все это приводит к периодическим скачкам усилия прижатия барабанов, что может привести к поломке деталей формовочного узла.
Технической задачей является упрощение обслуживания функционального узла для формования изделий из теста с начинкой, повышение надежности его работы.
Технический результат достигается тем, что функциональный узел для формования изделий из теста с начинкой, включающий корпус, приводной вал, приводное колесо, подшипниковые щиты, щеки для фиксации подшипниковых щитов, формующий барабан с формующими ячейками, обкатной барабан, механизм прижатия формующего барабана к обкатному барабану, отличается тем, что подшипниковые щиты, формующий барабан и приводное колесо закреплены на общем валу в виде единой сборки, при этом корпус узла включает основание и подвижную прижимную раму, у которой задняя сторона шарнирно связана с основанием, в боковых сторонах рамы выполнены указанные щеки, которые имеют вырезы для охвата и фиксации подшипниковых щитов, при этом передний конец рамы выполнен с возможностью взаимодействия с механизмом прижатия, который содержит прикрепленные к основанию быстродействующие натяжные замки, выполненные с возможностью взаимодействия с рамой.
Функциональный узел (далее - узел) характеризуется тем, что подшипниковые щиты оборудованы накладками для их фиксации в указанных щеках. Узел характеризуется также тем, что натяжной замок содержит стержень, который одним концом прикреплен к упругому элементу, например, к пакету тарельчатых пружин, шарнирно связанному с основанием, на другом конце стержня имеется эксцентрик, смонтированный с возможностью взаимодействия с рамой. Узел характеризуется тем, что на переднем конце рамы имеются площадки для эксцентриков, в которых выполнены вырезы для размещения натяжных стержней.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых схематично показаны следующие виды узла: фиг. 1 - вид узла в составе линии для производства изделий; фиг. 2 - сечение узла по вертикали, вид спереди; фиг. 3 - сечение А-А по фиг. 2; фиг. 4 - схема откидывания рамы для замены формующей сборки (далее - сборки) в узле; фиг. 5 - общий вид сборки; фиг. 6 - сечение Б-Б по фиг. 3.
В конкретном примере узел 1 работает в составе линии, которая содержит бункер 2 и насос 3 - для начинки. Насос соединен трубой 4 с экструзером 5, сообщенный с бункером 6 для теста. Экструзер 5 включает шнек 7 для выдавливания тестовой трубки 8.
В узле 1 установлен обкатной барабан 9. На барабан 9 опирается формующий барабан 10. Барабан 10, подшипниковые щиты (далее - щиты) 11 и приводное колесо 12 закреплены на общем валу 13 в виде формующей сборки (далее - сборки). Щиты 11 снабжены накладками 14 для фиксации от проворота. На барабане 10 выполнены формующие ячейки 15. Корпус узла включает основание 16, закрепляемое на станине линии, и прижимную раму 17, связанную с основанием при помощи шарнира 18. По бокам рамы 17 имеются щеки 19. В щеках выполнены вырезы 20 для щитов 11. Форма дна вырезов 20 отвечает форме накладок 14. На переднем конце рамы имеются площадки 21 в виде выступов для прижатия рамы к основанию. Механизм прижатия рамы к основанию включает пару натяжных стержней 22. Нижний конец каждого стержня 22 прикреплен к упругому элементу в виде пакета пружин 23, который шарнирно прикреплен к основанию 16. На верхнем конце стержня 22 смонтирован эксцентрик 24, снабженный флажком 25 для поворота эксцентрика вокруг оси. В выступах 21 выполнены вырезы для размещения концов стержней 22 с эксцентриками (не показано). Позицией 26 обозначены готовые изделия. Узел в составе линии работает в следующем порядке.
Вначале известным образом загружают тесто в бункер 6, начинку - в бункер 2. Затем включают агрегаты линии. При работе линии экструзер 5 производит тестовую трубку, насос 3 подает в трубку начинку. В результате получается тестовая трубка 8 с начинкой, которая поступает в узел 1, где попадает между барабанами 9, 10. При вращении вала 13 барабан 10, взаимодействуя с барабаном 9, формует при помощи ячеек 15 изделия из тестовой трубки 8. При дальнейшем повороте барабана 10 сформованные изделия выпадают из ячеек 15. Далее готовые изделия 26 собирают и отправляют на заморозку и упаковку.
При переходе на производство других изделий линию необходимо перенастроить. Для этого в узле 1 заменяют прежнюю формующую сборку на другую. Для замены сначала поворачивают флажки 25 в положение "Открыто" (см. фиг. 4), выводят стержни 22 из вырезов на выступах 21 и откидывают раму 17 вверх, освобождая от прижима прежнюю сборку. Затем прежнюю сборку (вместе с прежним барабаном 10) извлекают из корпуса 16. При этом барабан 9 остается на месте. Новую сборку, с другим барабаном 10, имеющим другие формующие ячейки 15, вкладывают в корпус 16. При этом колесо 12 должно войти в зацепление с колесом привода (не показано). Затем раму 17 опускают на корпус 16. При этом щиты 11 попадают в вырезы 20, а прямоугольные части дна вырезов захватывают прямоугольные накладки 14, фиксируя щиты от проворота. После этого стержни 22 вставляют в вырезы на выступах 21 и поворачивают флажки 25 на эксцентриках 24 в положение "Закрыто" (см. фиг. 3). Эксцентрики 24, натягивая через стержни 22 пружины 23, прижимают раму 17 к основанию 16. При этом рама 17 прижимает через щиты 11 барабан 10 к барабану 9. После замены формующей сборки на другую снова включают агрегаты линии, чтобы производить другие изделия. В дальнейшем работа узла 1 в составе линии повторяется.
Поскольку жесткость пружин 23 рассчитана заранее, оператору не нужно регулировать силу прижатия барабана 10 к барабану 9. Достаточно в узле 1 заменить формующую сборку на другую, с нужным формующим барабаном, опустить раму 17, как крышку, и закрыть натяжные замки 24. Таким образом исключается "человеческий фактор", т.е. влияние воли человека на режим работы узла.
Предлагаемая полезная модель имеет преимущества по сравнению с аналогами. Для перехода на другой вид изделий достаточно извлечь прежнюю формующую сборку и заменить ее на другую. Эта работа не требует особой квалификации, поскольку силу прижатия барабанов настраивать не надо (упрощение обслуживания). При попадании нежелательного твердого включения в тесте под барабан 10 вся сборка просто поднимается на миг, натягивая пружины 23, и пропускает включение. Затем сборка возвращается на место, а подозрительное изделие выбраковывают. При этом дорогостоящие барабаны и зубчатые колеса привода не подвергаются деформирующим нагрузкам и служат дольше (повышение надежности). Предлагаемая полезная модель более универсальна, т.к. при поставке линии с узлом в стандартной комплектации можно предложить в дополнение набор других формующих сборок для производства ряда других изделий (расширение возможностей).
Согласно описанной выше схеме изготовлен опытный образец нового функционального узла для формования изделий из теста с начинкой. Испытания показали хороший результат. Разработана техническая документация на узел в составе линии, начато формирование портфеля заказов.
Описанное выше новое и промышленно применимое устройство предлагается к правовой защите патентом на полезную модель.