ФОРМОВОЧНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ, СОДЕРЖАЩИЙ ПИТАТЕЛЬ ДЛЯ ПОДАЧИ ПИЩЕВОЙ МАССЫ
MOLDING DEVICE FOR FORMING FOOD PRODUCTS CONTAINING FEEDER FOR SUPPLY OF FOOD MASS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к формовочному аппарату для формования пищевых изделий, содержащему вращающийся барабан с формующими ячейками, в которых из пищевой массы формуются пищевые изделия, и питатель для подачи пищевой массы, имеющий корпус с подающим каналом, по меньшей мере одну зону уплотнения, расположенную перед подающим каналом по направлению вращения барабана, и/или зону уплотнения, расположенную за подающим каналом по направлению вращения барабана, и гибкую прокладку, прижимаемую к наружной поверхности барабана и за счет этого создающую уплотнение между питателем и барабаном.
Формующие ячейки расположены в наружной поверхности барабана несколькими рядами.
Уровень техники
Вышеупомянутый формовочный аппарат известен из уровня техники и используется для формования пищевых изделий из пищевой массы, например для формования котлет из фарша. Барабан приводится во вращение, и во время вращения барабана имеющиеся в нем формующие ячейки при прохождении ими положения заполнения заполняются пищевой массой. Далее в процессе вращения барабана ячейки проходят положение выгрузки, в котором сформированные изделия выгружаются, например, на ленту транспортера и отводятся от барабана. Опорожненные ячейки снова могут заполняться пищевой массой и так далее. Во время вращения барабана, при котором его ячейки проходят между положением заполнения и положением выгрузки, формуемые изделия удерживаются в этих ячейках уплотнительным устройством, частично охватывающим барабан. Такой аппарат описан, например, в публикации US 2005/220932.
Однако описанное в этой публикации устройство уплотнения барабана, формующего пищевые изделия, имеет ряд недостатков. Оно состоит из множества деталей и является дорогим в производстве. Кроме того, давление прокладки на барабан ввиду применения жестких пластин весьма высоко. Это приводит к быстрому изнашиванию прокладки, а также поверхности барабана. В результате через неплотности просачивается мясной фарш и мясные соки. В известном аппарате также существуют проблемы с соблюдением гигиенических требований, поскольку доступ ко многим зонам аппарата для очистки затруднен. Соответственно, затруднительным является и контроль состояния аппарата после очистки.
Раскрытие изобретения
Таким образом, в основу настоящего изобретения была положена задача разработки формовочного аппарата для формования пищевых изделий, который был бы лишен недостатков, присущих известным из уровня техники устройствам, обеспечивал бы высокие характеристики в отношении уплотнения, низкую нагрузку опор и других компонентов, технологичность конструкции в отношении соблюдения санитарно-гигиенических норм и/или мог бы компенсировать небольшие изменения диаметра барабана.
Эта задача решена в формовочном аппарате для формования пищевых изделий, содержащем вращающийся барабан с формующими ячейками, в которых из пищевой массы формуются пищевые изделия, и питатель для подачи пищевой массы, имеющий корпус с подающим каналом, предпочтительно включающим в себя распределитель пищевой массы, по меньшей мере одну зону уплотнения, расположенную перед подающим каналом по направлению вращения барабана, и/или зону уплотнения, расположенную за подающим каналом по направлению вращения барабана, и гибкую прокладку, прижимаемую к наружной поверхности барабана и за счет этого создающую уплотнение между питателем и барабаном, причем между корпусом и прокладкой расположено заполняемое текучей средой устройство.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления настоящего изобретения относится также к другим вариантам и наоборот.
Настоящее изобретение относится к формовочному аппарату для формования пищевых изделий, например котлет, из пищевой массы. Такой пищевой массой является, в частности, мясной фарш, например из говядины, свинины, индейки и т.п. Получаемые с помощью предлагаемого в изобретении формовочного аппарата пищевые изделия особенно подходят в качестве полуфабрикатов для производства бургеров, наггетсов или иных аналогичных продуктов. Барабан вращается в непрерывном или прерывистом режиме и/или с переменной скоростью вращения, и во время вращения барабана имеющиеся в нем формующие ячейки, проходя положение заполнения, заполняются пищевой массой. Далее в процессе вращения барабана ячейки проходят положение выгрузки, в котором сформированные изделия выгружаются, например, на ленту транспортера и отводятся от барабана. Опорожненные ячейки могут снова заполняться пищевой массой, затем снова опорожняться, и так далее. В предпочтительном исполнении барабана ячейки расположены по его окружности, более предпочтительно - рядами, параллельными продольной оси барабана. Ячейки, расположенные в ряд, предпочтительно заполняются и опорожняются одновременно. Барабан установлен с возможностью вращения относительно рамы, а в отношении остальных степеней свободы он может быть неподвижен или подвижен относительно рамы предлагаемого в изобретении формовочного аппарата. В частности, барабан можно перемещать относительно питателя, эффективно увеличивая давление между прокладкой и барабаном.
Предлагаемый в изобретении формовочный аппарат для формования пищевых изделий также содержит питатель для подачи пищевой массы, используемый для заполнения ячеек барабана пищевой массой. Этот питатель содержит корпус и подающий канал, который на одном конце подключен к источнику пищевой массы, а другой конец которого непосредственно прилегает к наружной боковой поверхности барабана. Ячейки заполняются пищевой массой посредством подающего канала. Поток пищевой массы движется через подающий канал непрерывно, полунепрерывно или прерывисто, поступая в ячейки. Ширина питающего канала по существу соответствует длине барабана. Поток пищевой массы, движущийся по каналу, предпочтительно синхронизирован с вращением барабана, т.е. расход пищевой массы согласован со скоростью вращения барабана.
Для предотвращения просачивания пищевой массы между питателем и барабаном предлагаемый в изобретении аппарат содержит по меньшей мере одну зону уплотнения, расположенную перед подающим каналом по направлению вращения барабана, и/или зону уплотнения, расположенную за подающим каналом по направлению вращения барабана, т.е. зоны уплотнения, проходящие на определенном радиусе в окружном направлении от подающего канала навстречу направлению вращения барабана и/или по направлению вращения барабана. Ширина каждой зоны уплотнения соответствует длине барабана и/или ширине подающего канала. Кроме того, питатель для подачи пищевой массы содержит гибкую прокладку, прижимаемую к наружной поверхности барабана и за счет этого создающую уплотнение между питателем и барабаном. Длина прокладки предпочтительно соответствует всей протяженности питателя в окружном направлении. Ее ширина предпочтительно соответствует, по меньшей мере по существу, длине барабана. Прокладка может содержать несколько частей, например, по одной части на зону уплотнения, расположенную перед подающим каналом по направлению вращения барабана, и зону уплотнения, расположенную за подающим каналом по направлению вращения барабана. Вместе с тем прокладка также может быть цельной с отверстием в области подающего канала. Каждая прокладка может быть выполнена из любого известного специалисту материала. Предпочтительным материалом является пластмасса. Предпочтительно, чтобы сам материал обладал стойкостью к истиранию и/или имел стойкое к истиранию покрытие. В соответствии с настоящим изобретением каждая прокладка является гибкой, т.е. каждая прокладка является довольно тонкой и/или изготовлена из гибкого материала. Под гибкостью прокладки в соответствии с настоящим изобретением понимается то, что прокладка может деформироваться барабаном во время его вращения под обычно действующим на нее давлением. Это гарантирует возможность по меньшей мере частичной компенсации местных различий в диаметре барабана, обусловленных, например, производственными отклонениями. Прокладка всегда находится, по меньшей мере частично, в контакте с наружной поверхностью барабана, что исключает просачивание пищевой массы между барабаном и питателем. Прокладка предпочтительно является предварительно отформованным изделием, т.е. ей заранее придается определенная форма, предпочтительно форма дуги окружности.
Питатель для подачи пищевой массы также содержит корпус. В этом корпусе или на нем предпочтительно расположены подающий канал и прокладки(-и). Корпус может быть изготовлен из металла, например нержавеющей стали, или из пластмассы, например пластмассы, по меньшей мере частично армированной волокном. Предпочтительно, чтобы жесткость корпуса была значительно выше жесткости прокладки. Предпочтительно, чтобы в нормальных условиях эксплуатации корпус по существу не деформировался ни упруго, ни пластически.
Предлагаемый в изобретении аппарат также содержит заполняемое текучей средой устройство, расположенное между корпусом и прокладкой, в частности рядом с поверхностью прокладки, противоположной поверхности, находящейся в контакте с барабаном. Это устройство охватывается корпусом, предпочтительно - по меньшей мере частично, более предпочтительно - полностью, за исключением поверхности устройства, находящейся в контакте с прокладкой. В предпочтительном исполнении заполняемое текучей средой устройство изготовлено, по меньшей мере частично, из эластичного материала. Предпочтительно, чтобы заполняемое текучей средой устройство представляло собой мешок, который может быть герметично закрыт или который имеет подключение к источнику давления. В соответствии с настоящим изобретением это устройство заполнено текучей средой. Текучая среда предпочтительно является по меньшей мере по существу несжимаемой. Примером несжимаемой текучей среды по смыслу настоящего изобретения является любая жидкость, например вода, масло или иная аналогичная жидкая среда. Текучей средой в соответствии с настоящим изобретением также является вязкоэластичная текучая среда, например гель. Текучей средой в соответствии с настоящим изобретением является также твердое вещество, которое становится жидкостью при определенных условиях, в частности при определенной температуре, давлении и/или напряжениях сдвига, например паста.
Питатель для подачи пищевой массы может быть неподвижен или подвижен относительно рамы предлагаемого в изобретении формовочного аппарата. В частности, корпус можно по меньшей мере частично перемещать относительно барабана, эффективно увеличивая давление между прокладкой и барабаном.
В еще одном или предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно к возможности вращения барабана по меньшей мере часть последнего имеет возможность перемещения относительно питателя, и/или по меньшей мере часть питателя имеет возможность перемещения относительно барабана.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот.
В этом варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере часть питателя, в частности по меньшей мере часть корпуса и/или по меньшей мере часть барабана, предпочтительно - весь барабан, перемещают относительно друг друга в радиальном направлении барабана для увеличения или уменьшения давления между прокладкой и наружной поверхностью барабана и/или для регулирования расстояния между прокладкой и наружной поверхностью барабана.
Предпочтительно, чтобы относительное, или взаимное, положение питателя и барабана регулировалось автоматически. Например, может быть предусмотрен датчик, регистрирующий давление между прокладкой и наружной боковой поверхностью барабана, потребление энергии двигателем, приводящим во вращение барабан, интенсивность просачивания или усилия в опоре питателя и/или барабана, и на основании этого сигнала может регулироваться относительное (взаимное) положение по меньшей мере части питателя и по меньшей мере части барабана. Нижеследующее раскрытие относится ко всем вариантам осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительно, чтобы давление внутри заполняемого текучей средой устройства было регулируемым, предпочтительно - автоматически регулируемым. Например, может быть предусмотрен датчик, регистрирующий давление между прокладкой и наружной боковой поверхностью барабана, потребление энергии двигателем, приводящим во вращение барабан, интенсивность просачивания или усилия в опоре питателя и/или барабана, и на основании этого сигнала может регулироваться давление между прокладкой и барабаном.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предлагаемый в изобретении аппарат содержит несколько заполняемых текучей средой устройств, и/или по меньшей мере одно заполняемое текучей средой устройство имеет несколько отделений. Этот предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения имеет то преимущество, что между прокладкой и наружной боковой поверхностью барабана можно создать различные зоны давления. Например, давление в непосредственной близости к подающему каналу преимущественно выше, чем давление в областях, более удаленных от подающего канала вперед и назад по направлению вращения барабана. В качестве дополнения к этому варианту или альтернативы ему, давление между прокладкой и барабаном в зоне уплотнения, расположенной перед подающим каналом по направлению вращения барабана, предпочтительно ниже давления в зоне уплотнения, расположенной за подающим каналом по направлению вращения барабана. Вместе с тем возможны и другие принципы или схемы распределения давления.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения заполняемое текучей средой устройство и по меньшей мере часть прокладки выполнены как одно изделие. Такое изделие может быть собрано из нескольких изделий или может быть цельным (монолитным).
Предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть подающего канала и по меньшей мере часть прокладки были выполнены как одно изделие. Еще более предпочтительно, чтобы как одно изделие были выполнены по меньшей мере часть подающего канала, заполняемое текучей средой устройство и по меньшей мере часть прокладки. Такое изделие может быть собрано из нескольких изделий или может быть цельным (монолитным).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения заполняемое текучей средой устройство и по меньшей мере часть корпуса питателя выполнены как одно изделие. Такое изделие может быть собрано из нескольких изделий или может быть цельным (монолитным).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предлагаемый в изобретении аппарат содержит датчик для определения давления между по меньшей мере частью прокладки и барабаном. Сигнал этого датчика предпочтительно использовать для автоматического управления предлагаемым в изобретении аппаратом, в частности для уменьшения давления между прокладкой и наружной поверхностью барабана до минимума, при котором количество просачивающейся пищевой массы и/или жидкости находится в приемлемых пределах.
В соответствии с настоящим изобретением пищевая масса нагнетается через подающий канал и с определенным давлением подачи вдавливается в ячейки барабана. Создаваемое давление подачи зависит, в том числе, от вида пищевого изделия, его текстуры, его температуры и/или расхода подаваемой пищевой массы. Давлением между прокладкой и наружной боковой поверхностью барабана предпочтительно управлять по давлению подачи пищевой массы, т.е. на основании этого давления.
В еще одном или предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения подающий канал расширяется от своего входа к своему выходу, в частности в продольном направлении барабана. Предпочтительно, чтобы отношение между входом и выходом составляло менее 0,75, предпочтительно - менее 0,5, и еще более предпочтительно - менее 0,45.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот.
В еще одном или предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения ширина подающего канала, в частности вблизи барабана, по существу равна расстоянию между двумя формующими ячейками в окружном направлении барабана.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот.
В еще одном или предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения питатель содержит наполнитель, предпочтительно расположенный внутри питателя.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот.
В данном варианте осуществления изобретения в корпусе питателя для подачи пищевой массы расположен наполнитель. Наполнитель предпочтительно фиксирует гибкую прокладку и/или прижимает гибкую прокладку к барабану. В предпочтительном исполнении наполнитель является твердым (нетекучим), например, изготовлен из пластмассы, более предпочтительно - из допустимого к применению в пищевой промышленности материала, такого как полиуретан или полиэтилен. В более предпочтительном варианте наполнитель представляет собой вспененный материал. Вспененный материал предпочтительно помещать в корпус путем впрыскивания (литья под давлением). В качестве альтернативы этому варианту или в дополнение к нему наполнитель может быть нетвердым, представляя собой жидкость, например газ, воду, масло и/или гель. Давление нежидкого наполнителя предпочтительно является регулируемым, например для регулирования давления прокладки на барабан. Предпочтительно, чтобы во внутреннем объеме корпуса находились различные наполнители, например, твердый и нетвердый наполнитель. Таким образом, этот внутренний объем предпочтительно содержит различные зоны, которые предпочтительно проходят по всей длине корпуса параллельно центральной оси барабана. Эти зоны могут быть заполнены одинаковыми или различными твердыми и/или нетвердыми наполнителями. Предпочтительно, чтобы прокладка, распределитель пищевой массы и/или наполнитель были выполнены как одно изделие, что улучшает качество конструкции в отношении выполнения санитарных требований.
Предпочтительно, чтобы корпус имел одну или несколько выемок, предпочтительно выемку, проходящую от барабана в радиальном направлении, более предпочтительно - проходящую по меньшей мере по существу по всей длине барабана. В более предпочтительном исполнении выемка является деформационной выемкой, действующей подобно пружине и обеспечивающей упругое поджатие прокладки к барабану. Выемка предпочтительно выполнена такой ширины, чтобы быть достаточно широкой для ее очистки и/или осмотра, но достаточно малой для того чтобы прокладка в области выемки не деформировалась. Для изменения жесткости наполнителя, в выемку можно вложить пластину или иной аналогичный элемент. Предпочтительно, чтобы прокладка содержала одно или несколько ребер, которое(-ые) по меньшей мере частично вставляется(-ются) в выемку.
В предпочтительном или еще одном варианте осуществления настоящего изобретения корпус по меньшей мере частично изготавливается ротационным формованием.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот.
Предпочтительно, чтобы корпус, распределитель пищевой массы, подводящий канал, наполнитель и/или выемка представляли собой одно изделие, изготовленное ротационным формованием. Такая конструкция может быть усилена, например, металлическим материалом и/или пластмассой, например пластмассой или композиционным материалом, армированной(-ым) волокнами, такими как углеродные волокна.
В предпочтительном или еще одном варианте осуществления настоящего изобретения входной канал для подвода пищевой массы расположен в одном торце или обоих торцах питателя.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот. Предпочтительно, чтобы этот входной канал проходил, по меньшей мере по существу, параллельно оси вращения барабана.
В еще одном или предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения для приложения усилия к прокладке используется один или несколько упругих элементов. Каждый упругий элемент может, например, представлять собой кольцо круглого сечения, но также может использоваться упругий элемент с иными формами поперечного сечения. Вокруг подающего канала предпочтительно использовать комбинированный уплотнительный и упругий элемент для прижатия прокладки к наружной поверхности барабана и для предотвращения просачивания массы между корпусом и прокладкой. Перед и/или за подающим каналом по направлению вращения барабана предпочтительно использовать упругие элементы.
Усилие, создаваемое упругим(-ми) элементом(-ами), можно изменять, меняя материал и/или твердость упругих элементов. Например, усилие, прикладываемое к наружной поверхности барабана упругими элементами с твердостью 90 единиц по Шору, будет выше, чем в случае использования упругих элементов с твердостью 70 единиц по Шору.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения упругий элемент является надувным, например, представляет собой шланг, который в более предпочтительном варианте имеет круглое поперечное сечение. Такой упругий элемент предпочтительно надувается находящейся под давлением текучей средой, например воздухом или водой. Надувной элемент может иметь и другие формы поперечного сечения.
В качестве дополнения или в предпочтительном варианте упругий элемент имеет функцию уплотнения, препятствующего просачиванию пищевой массы из аппарата.
Предпочтительно, чтобы давление текучей среды в каждом упругом элементе было пропорциональным давлению пищевой массы в подающем канале. Давление в каждом упругом элементе предпочтительно является регулируемым, более предпочтительно - индивидуально регулируемым, что выгодно, например, при пуске формовочного аппарата, но также в процессе производства пищевых изделий. При пуске аппарата желательно, чтобы давление в упругом элементе было низким, благодаря чему двигателю можно создавать меньший крутящий момент для преодоления статического трения. В процессе производства пищевых изделий давление между прокладкой и барабаном, например усилие, создаваемое упругим элементом, может быть отрегулировано на минимальное значение, чтобы препятствовать изнашиванию как прокладки, так и поверхности барабана.
Текучая среда для каждого надувного элемента подается, например, от главного источника, сообщающегося с соответствующими соединительными каналами. Каждый надувной элемент снабжается текучей средой посредством распределителя и предпочтительно снабжается текучей средой под индивидуальным давлением. Текучей средой может быть воздух, вода и т.д. Чем сильнее давление, подаваемое на упругие или поддавливающие элементы, тем выше усилие, действующее со стороны прокладки на поверхность барабана.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предлагаемый формовочный аппарат для формования пищевых изделий содержит поддавливающие средства для регулирования местного положения распределителя пищевой массы и/или прокладки относительно барабана и/или для регулирования местного давления, действующего со стороны распределителя пищевой массы и/или прокладки на барабан.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот.
В этом варианте осуществления настоящего изобретения аппарат содержит поддавливающие средства, например силовые цилиндры, которые регулируют местное положение распределителя пищевой массы, стабилизирующего элемента и/или прокладки относительно барабана, и/или местное давление распределителя пищевой массы, стабилизирующего элемента и/или прокладки на барабан. Предпочтительно, чтобы аппарат содержал несколько поддавливающих средств, расположенных рядом друг с другом параллельно оси вращения барабана. Управляя этими поддавливающими средствами, можно добиваться того, чтобы расстояние между распределителем пищевой массы, стабилизирующим элементом и/или прокладкой, с одной стороны, и барабаном - с другой стороны, было по меньшей мере по существу постоянным по всей длине барабана или изменялось по длине барабана. Изменяя, например, степень выхода поршня со штоком из цилиндра, регулируют местное положение распределителя пищевой массы, стабилизирующего элемента и/или прокладки.
Дополнительно к регулированию положения или в качестве альтернативы ему можно регулировать местное давление, с которым распределитель пищевой массы, стабилизирующий элемент и/или прокладка прижимаются к поверхности барабана.
Стабилизирующий элемент используется для стабилизации формы прокладки и/или для выравнивания давления, создаваемого поддавливающими средствами. Благодаря использованию стабилизирующего элемента можно исключить, например, продавливание прокладки в ячейки барабана. Стабилизирующий элемент может изготавливаться из того же материала, что и прокладка, или из иного материала. Предпочтительно, чтобы стабилизирующий элемент и прокладка представляли собой отдельные изделия. Вместе с тем они также могут быть выполнены в виде одного изделия.
Предпочтительно, чтобы поддавливающие средства, например силовые цилиндры, расположенные в одном ряду, работали от одного источника давления. Это гарантирует то, что местное давление вдоль продольной протяженности барабана будет по меньшей мере по существу одинаковым. В качестве альтернативы этому варианту, управление давлением, подаваемым в каждый поддавливающий элемент или в несколько/группу поддавливающих элементов, осуществляется по отдельности.
Силовые цилиндры предпочтительно приводятся в действие сжатым воздухом.
В этом варианте осуществления настоящего изобретения формовочный аппарат содержит счищающий элемент, прижимаемый к барабану поддавливающими средствами для регулирования местного положения и/или местного давления счищающего элемента.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот. В частности, можно обратиться к описанию варианта осуществления настоящего изобретения, приведенному непосредственно выше.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения прокладка имеет гибкую перемычку.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот.
Такая гибкая перемычка увеличивает гибкость прокладки, позволяя прокладке приспосабливаться к форме барабана и/или повторять изменения формы барабана, возникающие во время работы формовочного аппарата.
Гибкой перемычкой может быть канавка, различие в материале, т.е. местное включение другого материала, пленочный шарнир или иное аналогичное средство. Гибкая перемычка может проходить в продольном и/или окружном направлении барабана.
Предпочтительно предусмотреть несколько гибких перемычек, расположенных параллельно, предпочтительно на одинаковом расстоянии друг от друга.
В еще одном или предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения формовочный аппарат содержит стабилизирующий блок и/или счищающий элемент, и в предпочтительном исполнении стабилизирующий блок и/или счищающий элемент имеет(-ют) гибкую перемычку.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот.
Такая гибкая перемычка увеличивает гибкость стабилизирующего блока и/или счищающего элемента, позволяя им приспосабливаться к форме барабана и/или повторять изменения формы барабана, возникающие во время работы формовочного аппарата.
Гибкой перемычкой может быть канавка, различие в материале, т.е. местное включение другого материала, пленочный шарнир или иное аналогичное средство. Гибкая перемычка может проходить в продольном и/или окружном направлении барабана.
Предпочтительно предусмотреть несколько гибких перемычек, расположенных параллельно, предпочтительно на одинаковом расстоянии друг от друга.
В еще одном или предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения питатель не содержит удерживающих средств.
Раскрытие изобретения в отношении данного варианта его осуществления относится также к другим вариантам и наоборот.
В этом варианте осуществления изобретения питатель не содержит удерживающих средств, т.е. средств, поддерживающих повышенное давление, например давление подачи, в формующих ячейках после заполнения ячеек пищевой массой. Сразу после заполнения формующих ячеек пищевой массой или даже во время заполнения формующие ячейки оказываются в условиях атмосферного давления. Этот вариант осуществления настоящего изобретения имеет то преимущество, что прокладка, в частности прокладка, проходящая в окружном направлении от питающего канала по направлению вращения барабана, может быть выполнена довольно короткой, что уменьшает истирание и/или размазывание пищевых изделий.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения формующие ячейки барабана выполнены, по меньшей частично, из пористого материала, например спеченного материала. В более предпочтительном исполнении каждая ячейка сообщается с каналом для текучей среды, который, например, сообщается с атмосферой. Предпочтительно, чтобы все ячейки, находящиеся в одном ряду, были подключены к одному и тому же каналу для текучей среды. Благодаря пористым стенкам ячеек и каналу для текучей среды, ячейки могут вентилироваться во время их заполнения, что позволяет формовать пищевые изделия без образования в них воздушных карманов.
Предпочтительно, чтобы сформированные пищевые изделия выталкивались из пористых ячеек газом, подаваемым под давлением через канал для текучей среды.
Краткое описание чертежей
Ниже подробнее рассматриваются варианты осуществления изобретения, поясняемые фиг. 1-33. Приведенные ниже сведения не ограничивают объема охраны настоящего изобретения. Эти сведения относятся ко всем объектам изобретения и вариантам его осуществления.
На фиг. 1 показан предлагаемый в изобретении формовочный аппарат для формования пищевых изделий.
На фиг. 2-4 показаны различные варианты выполнения заполняемого текучей средой устройства.
На фиг. 5 показан пример изменения положения корпуса питателя, предназначенного для подачи пищевой массы, относительно барабана.
На фиг. 6-8г показаны различные варианты выполнения заполняемого текучей средой устройства, или эластичного изделия.
На фиг. 9-11 показан пример натяжения прокладки 7 по окружности барабана натяжным элементом и/или натяжными средствами 17.
На фиг. 12 показаны счищающие элементы.
На фиг. 13-15 показаны предпочтительные варианты выполнения узла, состоящего из распределителя пищевой массы и прокладки.
На фиг. 16 показан питатель для подачи пищевой массы, имеющий расширяющийся входной канал для подвода пищевой массы.
На фиг. 17а-17в показан питатель, имеющий входной канал для подвода пищевой массы и наполнитель между прокладкой и корпусом.
На фиг. 18 показан питатель, в котором входной канал для подвода пищевой массы расположен в торце.
На фиг. 19 показан вариант изображенного на фиг. 16 питателя, снабженный счищающим элементом.
На фиг. 20 показан питатель, имеющий входной канал для подвода пищевой массы, наполнитель и дополнительные подкрепляющие средства 31.
На фиг. 21 показан питатель с гибкой прокладкой, вмонтированной в корпус.
На фиг. 22 показан вариант осуществления изобретения с выемками в корпусе, заполненными материалом наполнителя, и выемками, заполненными текучей средой.
На фиг. 23 показана прокладка с упругими элементами.
На фиг. 24 показаны надувные элементы, используемые в качестве поддавливающих элементов.
На фиг. 25-30 показан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 31 показана прокладка с гибкими перемычками.
На фиг. 32, 33 показан вариант осуществления изобретения со счищающим элементом.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан первый вариант осуществления настоящего изобретения. Формовочный аппарат 1 для формования пищевых изделий содержит вращающийся барабан 5, который в данном случае вращается против часовой стрелки и установлен с возможностью вращения на раме 27 предлагаемого в изобретении формовочного аппарата 1. В наружной боковой поверхности барабана образованы формующие ячейки 6, заполняемые пищевой массой в процессе формования пищевых изделий. По своей окружности барабан имеет несколько, в данном случае - шесть, ячеек, равномерно распределенных, т.е. расположенных с равными интервалами, в окружном направлении. Барабан также имеет ячейки, расположенные рядами, проходящими рядом друг с другом параллельно оси вращения барабана. Ячейки, находящиеся в каждом из этих рядов, заполняются пищевой массой одновременно и так же одновременно опорожняются. Предлагаемый в изобретении аппарат также содержит питатель 23 для подачи пищевой массы, корпус 9 которого одним концом установлен на раме 27, в данном случае посредством шарнира 28. Другой, предпочтительно противоположный, конец также соединен с рамой 27, в данном случае посредством рычага 15. В предпочтительном случае рычаг является подвижным для регулирования положения питателя 23 относительно барабана 5. Корпус 9 предпочтительно выполнен очень жестким, т.е. в нормальных условиях работы корпуса 9 он, по меньшей мере по существу, не деформируется. В предпочтительном исполнении корпус изготовлен из металла, более предпочтительно - из стали и/или волоконного композиционного материала, предпочтительно из армированной стекловолокном пластмассы. Ширина питателя 23 по меньшей мере по существу равна длине барабана 5. Питатель 23 имеет подающий канал 24, проходя по которому, исходная пищевая масса вдавливается в ячейки 6 барабана. Подающий канал 24 содержит в данном случае распределитель 10 пищевой массы, который в данном случае имеет прямоугольное поперечное сечение. В данном случае распределитель 10 пищевой массы находится в непосредственном контакте с наружной поверхностью барабана 5 и в данном случае также прижимается к барабану 5 поддавливающими средствами 11, которые в данном случае являются управляемыми для регулирования давления между распределителем 10 пищевой массы и барабаном 5. Распределитель пищевой массы уплотняет питатель 23 относительно барабана. Для предотвращения просачивания пищевой массы между питателем 23 и барабаном 5 питатель 23 содержит прокладку 7, в данном случае расположенную в его зоне 25 уплотнения, расположенной перед подающим каналом по направлению вращения барабана, и в его зоне 26 уплотнения, расположенной за подающим каналом по направлению вращения барабана. Каждая прокладка 7 представляет собой гибкий, предпочтительно тонкий, более предпочтительно - предварительно отформованный лист, проходящий по всей длине барабана и прижимаемый к наружной поверхности барабана для предотвращения просачивания частиц пищевой массы и/или сока пищевой массы. Давление распределителя пищевой массы и/или прокладки(-ок) 7 на барабан 5 должно быть как можно меньшим; например, оно должно быть минимально достаточным для того чтобы установить требуемую степень просачивания. Каждая прокладка 7 может быть изготовлена из стойкого к истиранию материала или может иметь стойкое к истиранию покрытие. В данном случае каждая прокладка 7 соединена с распределителем 10 пищевой массы. Благодаря своей гибкости прокладка всегда находится, по меньшей мере частично, в контакте с боковой поверхностью барабана, что уменьшает просачивание пищевой массы наружу. Для дополнительного увеличения площади контакта между прокладкой 7 и боковой поверхностью барабана питатель 23 содержит по меньшей мере одно заполняемое текучей средой устройство, в данном случае - два таких устройства, каждое из которых в данном случае расположено в соответствующей зоне 25, 26 уплотнения. Эти заполняемые текучей средой устройства 8 в данном случае представляют собой мешки, заполняемые текучей средой, предпочтительно несжимаемой текучей средой, например водой или маслом. Предпочтительно, чтобы давление текучей среды в этих устройствах 8 было регулируемым. Благодаря разности давлений каждое устройство 8 расширяется или сокращается и тем самым перемещает прокладку 7 в направлении барабана или обратно и/или увеличивает или уменьшает давление между прокладкой 7 и барабаном 5. Благодаря эластичности заполняемого текучей средой устройства 8 форма этого устройства может повторять форму прокладки. Давление текучей среды в устройстве предпочтительно является регулируемым, предпочтительно - регулируемым автоматически. Давление в каждом заполняемом текучей средой устройстве 8 предпочтительно регулировать индивидуально. Предпочтительно, чтобы давление текучей среды в устройстве 8, находящемся в зоне 26 уплотнения, расположенной за подающим каналом по направлению вращения барабана, было выше давления текучей среды в устройстве 8, находящемся в зоне 25 уплотнения, расположенной перед подающим каналом по направлению вращения барабана.
После установки барабана в формовочном аппарате 1 поверх барабана устанавливают охватывающий его питатель 23 для подачи пищевой массы. На следующем этапе в заполняемое текучей средой устройство можно подавать текучую среду, например от источника текучей среды. Давление подачи текучей среды от ее источника увеличивают до тех пор, пока преимущественно вся внутренняя поверхность прокладки 7 не войдет в соприкосновение с наружной боковой поверхностью барабана 5. Достаточно, чтобы внутренняя поверхность прокладки и наружная поверхность барабана лишь слегка контактировали между собой. Еще одна возможность заключается в том, чтобы обеспечить постоянное соединение между заполняемым текучей средой устройством 8 и создающим давление средством (на чертеже не показаны), таким как гидравлический цилиндр. При установке питателя 23 поверх барабана поршень такого цилиндра находится во втянутом положении, а цилиндр, а именно его надпоршневая полость, заполнен той же текучей средой, что используется для заполнения мешка. После того как корпус питателя прикреплен к раме, например с помощью рычага 15, поршень выдвигают, вытесняя текучую среду обратно в заполняемое текучей средой устройство 8. Положение поршня определяет величину поверхности контакта между внутренней поверхностью прокладки 7 и наружной поверхностью барабана 5 и/или давление между прокладкой 7 и барабаном 5. Регулирование давления текучей среды внутри заполняемого текучей средой устройства 8 предпочтительно представляет собой автоматизированный процесс. Посредством, например, одного или нескольких датчиков, предпочтительно измеряющих контактное давление между барабаном и прокладкой 7, давление текучей среды можно регулировать, устанавливая его на соответствующее значение. В качестве альтернативы этому варианту, предпочтительно в начальной фазе работы формовочного аппарата, барабан приводят во вращение без подачи пищевой массы. Трение между прокладкой 7 и барабаном 5 определяют по потреблению энергии электрическим двигателем, приводящим во вращение барабан 5, предпочтительно по току. На основе этого измерения давление в заполняемом текучей средой мешке можно регулировать, устанавливая его на соответствующее значение. Этот гарантирует относительно малое контактное давление между прокладкой и барабаном. Как следствие, износ прокладки 7 и/или поверхности барабана является минимальным. Уменьшается нагрузка на опоры барабана, что обеспечивает увеличение срока службы. Гибкость прокладки 7 допускает небольшое изменение диаметра барабана, обусловленное, например, изнашиванием поверхности барабана или неточностью ее механической обработки.
На фиг. 2 показан один вариант выполнения заполняемого текучей средой устройства 8. В данном случае устройство 8 выполнено в виде одного изделия 8, имеющего отделение 2, расположенное перед питающим каналом по направлению вращения барабана, и отделение 4, расположенное за питающим каналом по направлению вращения барабана, причем эти отделения сообщаются посредством по меньшей мере одного, в данном случае - двух, соединительных каналов 29. Текучая среда, находящаяся внутри заполняемого текучей средой устройства 8, может перетекать из одного отделения в другое. Соответственно, в таком заполняемом текучей средой устройстве может быть установлено только одно общее давление. Заполняемое текучей средой устройство имеет проем 30, стенки которого окружают подающий канал 24, в данном случае - распределитель 10 пищевой массы.
На фиг. 3 показан еще один вариант выполнения заполняемого текучей средой устройства. Этот вариант в основном аналогичен варианту, показанному на фиг. 2. Однако в данном примере заполняемое текучей средой устройство имеет отделения 2, 3, 4, изолированные друг от друга. Оно имеет, например, отделение 2, расположенное перед питающим каналом по направлению вращения барабана, отделение 3, прилегающее к зоне заполнения ячеек барабана пищевой массой, и отделение 4, расположенное за питающим каналом по направлению вращения барабана. Кроме того, может быть предусмотрено разделение заполняемого текучей средой устройства на несколько отделений в продольном направлении барабана. Применение изолированных отделений 2, 3, 4 позволяет устанавливать давление в этих отделениях и управлять давлением индивидуально, таким образом обеспечив различные зоны давления. Благодаря этому достигается минимальное просачивание пищевой массы при минимальном контактном давлении между прокладкой 7 и барабаном 5.
Специалисту должно быть понятно, что также можно использовать несколько заполняемых текучей средой устройств 8. Эти устройства могут быть соединены механически и/или могут сообщаться между собой либо могут быть обособленными и разобщенными. Этот вариант осуществления изобретения представлен на фиг. 4.
Далее осуществление изобретения рассматривается со ссылкой на фиг. 5 и фиг. 1. В предпочтительном исполнении корпус обладает максимально возможной жесткостью как в окружном направлении, так и в продольном направлении барабана. Любая деформация корпуса потенциально приведет к просачиванию пищевой массы между прокладкой 7 и барабаном 5. Особенно в случае барабанов большой длины, составляющей, например, 1 метр, конструкция должна быть очень жесткой. В идеальном случае корпус не должен упруго деформироваться при его нагружении в процессе производства пищевых изделий. Поэтому, как показано на фиг.5, корпус 9 снабжен, например, подкрепляющими средствами 31, в данном случае - ребрами 31 жесткости, проходящими предпочтительно параллельно наружной боковой поверхности барабана, в частности в зоне 25 уплотнения, расположенной перед подающим каналом по направлению вращения барабана, и/или в зоне 26 уплотнения, расположенной за подающим каналом по направлению вращения барабана. Предпочтительно использовать несколько подкрепляющих средств 31, расположенных параллельно. Эти подкрепляющие средства также могут использоваться в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1.
Достичь уменьшения веса конструкции и при этом увеличения ее жесткости можно путем использования армированных стекловолокном материалов, или композиционных материалов. Существуют различные возможности производства композиционного материала, подходящего для использования в формовочном аппарате для формования пищевых изделий. Материал, например, может быть импрегнирован или покрыт материалом (нержавеющая сталь, пластмасса и т.д.), пригодным для применения в пищевой промышленности.
На фиг. 5 представлен еще один вариант выполнения предлагаемого в изобретении формовочного аппарата. Заполняемые текучей средой устройства в данном случае предварительно заполнены фиксированным количеством текучей среды, и/или в них создано фиксированное давление, например атмосферное давление, после чего они загерметизированы. Корпус 9 питателя закреплен, в данном случае - посредством шарнира 28, на раме формовочного аппарата с одной стороны, в данном случае - с левой стороны, а на другом своем конце снабжен одним или несколькими сочленениями 14, соединенными с регулировочными средствами 15, закрепленными на раме 27. Посредством регулировочных средств 15 можно регулировать положение корпуса питателя относительно барабана. В частности, корпус питателя может поворачиваться в шарнире 28. Регулировочными средствами 15 могут быть, например, гидравлические цилиндры. Текучая среда, используемая в гидравлических цилиндрах в качестве рабочего тела, предпочтительно является несжимаемой. При перемещении корпуса 9 по направлению к барабану 5 давление текучей среды внутри заполняемого текучей средой устройства 8 увеличивается. Как только между внутренней поверхностью прокладки 7 и наружной поверхностью барабана 5 установится требуемое давление, длина поддавливающих средств 15 фиксируется. В случае если в процессе производства пищевых изделий пищевая масса по-прежнему просачивается между прокладкой 7 и барабаном 5, зафиксированное положение поддавливающих, или регулировочных, средств 15 можно изменить, еще более увеличив давление в устройстве 8, пока просачивание пищевой массы не прекратится. Специалисту должно быть понятно, что шарнир 28 можно заменить дополнительным регулировочным средством 15. В таком варианте осуществления изобретения регулировочные средства будут расположены как с левой, так и с правой стороны корпуса 9.
На фиг. 6 представлен предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором прокладка 7 и заполняемое текучей средой устройство 8 объединены в один узел 18. Номером 21 обозначена верхняя часть узла 18. Эта верхняя часть 21 должна быть податливой (эластичной), чтобы приспосабливаться к форме внутренней поверхности корпуса 9. Кроме того, эта часть 21 должна быть непроницаемым образом, т.е. герметично, соединена с прокладкой 7, входящей в состав узла. Верхняя часть 21 и прокладка 7 образуют заполняемое текучей средой устройство 8.
В общем случае заполняемое текучей средой устройство может содержать средства 42, например впадину, канавку, желобок или иное аналогичное средство, как это показано в качестве примера в правой части фиг. 6, для повышения податливости заполняемого текучей средой устройства.
На фиг. 7 показано объединение распределителя 10 пищевой массы, прокладки 7 и верхней части 21 в один узел 19. Эти части образуют заполняемое текучей средой устройство 8. Распределитель 10 пищевой массы и прокладка 7 могут изготавливаться в виде одного изделия, предпочтительно из пластмассы.
Как показано на фиг. 8, корпус 9 и нижняя эластичная часть 21 могут быть объединены в один узел. Корпус 9 должен быть непроницаемым образом, т.е. герметично, соединен с нижней эластичной частью 21. Эти части 9, 21 образуют заполняемое текучей средой устройство 8. Этот предпочтительный вариант осуществления изобретения имеет то преимущество, что корпус 9 и нижняя эластичная часть 21 не являются быстроизнашиваемыми деталями.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 8б, прокладка 7 и/или эластичная часть 21 могут содержать одно или несколько ребер 31. Каждое ребро может проходить параллельно оси вращения барабана и/или каждое ребро может следовать окружности барабана, т.е. проходить в окружном направлении. Ребро/ребра может/могут использоваться для уменьшения/увеличения давления со стороны эластичной части 21 на прокладку 7 и/или для усиления прокладки 7. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 8б, ребра выполнены в поверхности эластичной части 21, находящейся в контакте с прокладкой 7. Это позволяет увеличить давление, действующее на прокладку 7 со стороны эластичной части 21, таким образом улучшив уплотнение, и/или это позволяет уменьшить усилие, прикладываемое для создания давления.
На фиг. 8в показаны подкрепляющие средства 31, в данном случае - параллельные ребра, расположенные в эластичной части 21 заполняемого текучей средой устройства 8 и проходящие в окружном направлении барабана. Подкрепляющие средства 31 увеличивают, например, жесткость эластичной части 21. В варианте, показанном на фиг. 8г, подкрепляющие средства 31 проходят в продольном направлении барабана. Подкрепляющие средства 31 могут быть выполнены из того же материала, что и эластичная часть заполняемого текучей средой устройства и/или прокладки, либо могут быть выполнены из другого материала. В обоих примерах подкрепляющие средства 31 предусмотрены на стыке прокладки 7 с заполняемым текучей средой устройством. Подкрепляющие средства 31 также могут быть заделаны в эластичную часть 21 заполняемого текучей средой устройства и/или в прокладку 7 в качестве армирующих элементов одной или обеих из вышеупомянутых частей 21, 7, выполненных из пружинной стали, волокон, например углеродных волокон, и т.д. Этот армирующий материал можно, например, закладывать в форму перед формованием частей 21 или 7, и/или армирующий материал может входить в состав материала, используемого для формования этих частей. Подкрепляющие средства препятствуют, например, продавливанию прокладки в полости ячеек барабана. Подкрепляющие средства предпочтительно использовать только в месте, подверженном нежелательной деформации.
На фиг. 9 представлен еще один вариант осуществления настоящего изобретения. Питатель 23 для подачи пищевой массы содержит прокладку 7, предпочтительно - тонкую предварительно отформованную пластмассовую прокладку, обладающую определенной гибкостью, чтобы приспосабливаться к форме наружной поверхности барабана, а также натяжные элементы 16 и натяжные средства 17, 22, показанные на нижнем чертеже на фиг. 9. Натяжной элемент 16, показанный на фиг. 9, включает в себя два эластичных элемента: элемент 16′, расположенный перед подающим каналом по направлению вращения барабана, и элемент 16″, расположенный за подающим каналом по направлению вращения барабана, которые являются гибкими и поэтому могут приспосабливаться к форме наружной поверхности барабана 5, и каждый из которых снабжен по меньшей мере одним крепежным средством 32, в данном случае - несколькими лентами 32, которые в этом варианте осуществления изобретения присоединены к распределителю 10 пищевой массы путем их фиксации в выемке последнего. Поэтому необходимо, чтобы распределитель 10 пищевой массы был жестким, например, чтобы он был изготовлен из нержавеющей стали. После установки барабана 5 в раме формовочного аппарата питатель 23 для подачи пищевой массы устанавливают на своем месте и неподвижно присоединяют к раме формовочного аппарата. Прокладка(-и) 7 и натяжной элемент 16 растягиваются, охватывая барабан 5, крепежными средствами, в данном случае - лентами 22. Эти ленты 22 для уменьшения напряжений предпочтительно предварительно отформованы с приданием им искривленной формы, соответствующей форме боковой поверхности барабана 5. Ленты 22, которые на обращенной к барабану поверхности предпочтительно снабжены износостойким покрытием или которые изготовлены из пластмассы, натягиваются натяжными средствами 17, например винтом, установленным между лентами 22 и элементом 16″, расположенным за подающим каналом по направлению вращения барабана. Крепежные средства предпочтительно также закреплены на раме предлагаемого в изобретении формовочного аппарата. Это натяжение прижимает внутреннюю поверхность прокладки 7 к наружной поверхности барабана 5. Натяжной элемент 16 и распределитель 10 пищевой массы в собранном состоянии предпочтительно являются достаточно жесткими для того чтобы натяжной элемент 16 и распределитель 10 пищевой массы не деформировались в нормальных условиях работы. В деталях 22, 32 возникают в основном усилия растяжения. Эти детали 1, 22, 32 в идеальном случае изготавливаются из материала, который не проявляет упругого удлинения при его растяжении. Предпочтительными в этом отношении материалами являются пружинная сталь и композиционные материалы.
На фиг. 10 показано два варианта осуществления настоящего изобретения, в которых распределитель 10 пищевой массы, натяжной элемент 16 и лента 22 выполнены в виде одного узла.
На фиг. 11 показан натяжной элемент 16, охватывающий прокладку 7 и предпочтительно снабженный натяжными средствами 17, присоединенными к натяжному блоку 34. Этот натяжной блок предпочтительно является жестким блоком, находящимся в контакте с барабаном, предпочтительно - прижимаемым к барабану 5.
В общем случае натяжные средства 17 могут представлять собой механическую систему, управляемую вручную, или могут быть, например, механической/ гидравлической системой, способной работать автоматически
Процесс регулирования усилия натяжения может осуществляться автоматически, например, путем измерения давления между наружной поверхностью барабана и внутренней поверхностью прокладки и/или путем измерения сил трения во время вращения барабана.
В вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг. 9-11, прокладка 7 не может деформироваться в процессе формования пищевых изделий и находится в контакте с барабаном, прижимаясь к нему с относительно малым давлением. Благодаря низкому давлению прокладки 7 на барабан износ прокладки 7 и поверхности барабана минимален. Это уменьшает нагрузку на опоры барабана 5, что обеспечивает увеличение срока службы. Гибкость прокладки 7 допускает небольшое изменение диаметра барабана.
Барабан в его предпочтительном исполнении изготовлен из нержавеющей стали. Предпочтительно, чтобы барабан был жестким в радиальном направлении. Если это условие не соблюсти, то в рассмотренных выше вариантах аппарата по-прежнему может иметь место просачивание пищевой массы.
Распределитель 10 пищевой массы в его предпочтительном исполнении изготовлен из износостойкой пластмассы для обеспечения уплотнения в контакте с наружной поверхностью барабана из нержавеющей стали. Распределитель пищевой массы в предпочтительном исполнении снабжен поддавливающим элементом 11, обеспечивающим беззазорный контакт распределителя с поверхностью барабана. Предпочтительно, чтобы давление, создаваемое этим поддавливающим элементом, регулировалось автоматически. В еще одном варианте осуществления изобретения давление прижима распределителя пищевой массы может создаваться посредством того же элемента (заполняемого текучего средой устройства 8 или натяжного средства 15, 17), что создает давление прижима прокладки. Распределитель пищевой массы предпочтительно рассчитан на то, чтобы при его истирании на несколько миллиметров он оставался пригодным к эксплуатации. Давлением, создаваемым поддавливающим элементом в направлении барабана, можно управлять, например, по давлению подачи, создаваемому средством подачи пищевой массы: например, чем выше давление подачи пищевой массы, тем более высоким выбирается давление прокладки на барабан.
Предлагаемый в изобретении формовочный аппарат во всех вариантах его выполнения может быть снабжен счищающим элементом 12, см. фиг. 12. Счищающий элемент в предпочтительном исполнении аппарата расположен в выемке, выполненной в распределителе 10 пищевой массы, используется для снятия излишков пищевого материала с поверхности барабана во время вращения последнего и предпочтительно изготовлен из износостойкой пластмассы для плотного контакта с поверхностью барабана из нержавеющей стали. Для улучшения очищающего действия он должен иметь острую кромку или подходящий зубчатый профиль.
Счищающий элемент снабжен поддавливающим элементом 13 для обеспечения беззазорного контакта между счищающим элементом и поверхностью барабана. Предпочтительно, чтобы это был отдельный поддавливающий элемент, который предпочтительно должен регулироваться автоматически. В еще одном варианте осуществления изобретения давление может создаваться посредством того же элемента (заполняемого текучей средой устройства 8 или натяжного элемента 15, 17), что создает давление на прокладку. Давлением, создаваемым поддавливающим элементом 13, можно управлять, например, по давлению подачи, создаваемому средством подачи пищевой массы: например, чем выше давление подачи пищевой массы, тем более высоким выбирается давление со стороны поддавливающего элемента.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 13, прокладка 7 и распределитель 10 пищевой массы объединены в один узел 33 или выполнены в виде одного изделия 33. Это обеспечивает улучшение санитарно-гигиенических свойств конструкции, поскольку в области контакта с пищевыми продуктами отсутствуют щели или небольшие канавки, где могло бы иметь место скапливание мяса и/или частиц фарша. Дополнительное преимущество заключается в том, что прокладка закреплена на распределителе пищевой массы, что препятствует деформации прокладки вблизи распределителя 10 пищевой массы, обусловленной силами трения от взаимодействия с барабаном во время работы формовочного аппарата. Этот вариант осуществления изобретения может включать в себя поддавливающий элемент 11. Этот поддавливающий элемент 11 прижимает распределитель 10 пищевой массы, а также прокладку 7 как составные части узла 33 к барабану. Распределитель 10 пищевой массы может быть снабжен счищающим элементом, а также поддавливающим элементом, воздействующим на счищающий элемент, как это описано со ссылкой на фиг. 12.
В общем случае корпус может изготавливаться формованием, предпочтительно - ротационным формованием. Этот предпочтительный вариант осуществления изобретения имеет, например, то преимущество, что для формообразования не требуется фрезерование или любой иной вид механической обработки, предполагающий снятие материала заготовки.
Как показано на фиг. 14, прокладка 7 и распределитель 10 пищевой массы представляют собой отдельные изделия. Распределитель 10 пищевой массы герметично соединен с прокладкой 7, например, с помощью уплотнительного кольца 35. Наличие между распределителем 10 пищевой массы и прокладкой 7 средства 36 геометрического замыкания улучшает их соединение, таким образом препятствуя деформации прокладки вблизи распределителя 10 пищевой массы, обусловленной силами трения от взаимодействия с барабаном во время работы аппарата. Этот вариант осуществления изобретения может включать в себя поддавливающий элемент 11. Этот поддавливающий элемент 11 прижимает распределитель 10 пищевой массы, а также прокладку 7 как составные части узла 33 к барабану. Распределитель 10 пищевой массы может быть снабжен счищающим элементом, а также поддавливающим элементом, воздействующим на счищающий элемент, как это описано со ссылкой на фиг. 12.
Как показано на фиг. 15, прокладка 7 и распределитель 10 пищевой массы представляют собой отдельные изделия. Распределитель 10 пищевой массы герметично соединен с прокладкой 7, например, с помощью уплотнительного кольца 35. Наличие между распределителем 10 пищевой массы и прокладкой 7 средства 36 геометрического замыкания улучшает их соединение, таким образом препятствуя деформации прокладки вблизи распределителя 10 пищевой массы, обусловленной силами трения от взаимодействия с барабаном во время работы аппарата. Этот вариант осуществления изобретения может включать в себя поддавливающий элемент 11. Этот поддавливающий элемент 11 прижимает распределитель 10 пищевой массы, а также прокладку 7 как составные части узла 33 к барабану. Распределитель 10 пищевой массы может быть снабжен счищающим элементом, а также поддавливающим элементом, воздействующим на счищающий элемент, как это описано со ссылкой на фиг. 12.
На фиг. 16 показан еще один вариант выполнения предлагаемого в изобретении формовочного аппарата, например формовочного аппарата, показанного на фиг. 1. В рассматриваемом примере гибкая прокладка 7 и распределитель 10 пищевой массы представляют собой одно изделие. Вместе с тем специалисту должно быть понятно, что гибкая прокладка 7 и распределитель 10 пищевой массы также могут быть отдельными изделиями. Основное отличие от варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.1, касается подающего канала 24. На фиг. 1 пищевая масса движется через подающий канал, ширина которого приблизительно равна максимальному расстоянию между формующими ячейками, т.е. наибольшему расстоянию между крайними ячейками, в продольном направлении барабана 5. В рассматриваемом же варианте осуществления изобретения нагнетающий или соединительный узел 39 имеет меньшую ширину, составляющую, например, 400 мм. Нагнетающий и/или соединительный узел 39 через корпус 9 подключен к распределителю 10 пищевой массы. В этом распределителе происходит дальнейшее распределение пищевой массы по длине барабана до ширины, составляющей, например, 1000 мм. Сам распределитель пищевой массы предпочтительно выполнен таким образом, что на участке от входа до выхода его размер увеличивается от размера узла 39 до максимального расстояния между крайними ячейками в осевом направлении барабана.
На фиг. 17а и 17б показан еще один вариант выполнения питателя 23 для подачи пищевой массы. Питатель 23 для подачи пищевой массы содержит корпус 9 и гибкую прокладку 7. Корпус 9 в данном случае содержит распределитель 10 пищевой массы, подающий канал 24, наполнитель 38, крепежное средство 32 и/или, предпочтительно, выемку 37, более предпочтительно - деформационную выемку 37. Объединение нескольких частей в одно целое обеспечивает улучшение санитарно-гигиенических свойств конструкции. Для того чтобы во время работы аппарата препятствовать смещению гибкой прокладки под действием сил трения или накоплению мяса между гибкой прокладкой и корпусом питателя, гибкая прокладка 7 может быть закреплена на корпусе 9 с помощью, например, системы защелкивающихся замков или иной механической фиксирующей системы. Подающий канал 24 выполнен таким образом, чтобы направлять поток пищевой массы в направлении барабана.
В распределителе пищевой массы, входящем в состав корпуса 9, предусмотрен наполнитель 38. Этот наполнитель изготовлен из материала, который является эластичным, но при этом обладает достаточной жесткостью для того чтобы выдерживать силы, действующие в процессе производства пищевых изделий. В предпочтительном случае речь идет о легком и допустимом к применению в пищевой промышленности материале, таком как полиуретан или полиэтилен. В случае если вес формуемого пищевого изделия слишком велик, этот вес можно скорректировать путем уменьшения диаметра барабана. Следовательно, гибкая прокладка 7 должна будет прижиматься к барабану с меньшим радиусом искривления, чем первоначально. Это задача решается, по меньшей мере частично, с помощью наполнителя 38. Корпус и/или наполнитель 38 могут иметь одну или несколько деформационных выемок 37, расположенных друг за другом в окружном направлении барабана. Каждая из этих выемок 37 ориентирована в радиальном направлении, определяемом распределителем пищевой массы. Ширина каждой выемки должна быть ограничена, особенно вблизи гибкой прокладки 7, чтобы обеспечивать достаточное давление на гибкую прокладку 7 и/или чтобы гибкая прокладка 7 не деформировалась в процессе производства пищевых изделий. Для целей очистки и/или осмотра ширина каждой выемки 37 должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить доступ в выемку 37 и возможность ее очистки, например, с помощью моечной машины высокого давления. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 17в, поперечное сечение выемки 37 имеет форму замочной скважины. Преимуществом этого варианта осуществления изобретения является, например, увеличение площади поверхности контакта между корпусом и прокладкой без потери эластичности корпуса.
Ввиду сложности структуры корпуса 9 его предпочтительно изготавливать ротационным формованием. Этим методом можно получить цельное изделие с высоким санитарно-гигиеническим качеством, состоящее, например, из распределителя 10 пищевой массы, подающего канала 24, наполнителя 38 и/или деформационных выемок 37. Применение ротационного формования также обеспечивает возможность изготовления изделий со вставками из нержавеющей стали, размещаемыми, например, в области распределителя 10 пищевой массы для усиления конструкции.
Предпочтительно предусмотреть крепежные средства 32. Эти крепежные средства 32 могут быть соединены со станиной или рамой предлагаемой в изобретении формовочной машины для фиксации положения корпуса 9, а значит и гибкой прокладки 7, относительно барабана, как это было описано выше.
Еще одним вариантом является удлинение или наращивание крепежных средств 32, например, лентами 22. Ленты могут быть соединены друг с другом посредством натяжных средств (на чертеже не показаны). Крепежные средства и/или ленты могут изготавливаться, например, из композиционного материала, например углеволоконного композита, или нержавеющей пружинной стали.
В рассматриваемом случае входной канал для подвода пищевой массы имеет круглое поперечное сечение. Отсюда пищевая масса распределяется по ширине формовочной машины, т.е. по осевой длине барабана. Для улучшения распределения мяса по ширине машины входной канал для подвода пищевой массы также может иметь, например, прямоугольное поперечное сечение. Если длина барабана составляет 1000 мм, ширина поперечного сечения входного канала для подвода пищевой массы предпочтительно составляет 400 мм.
На фиг. 18 показан еще один вариант осуществления настоящего изобретения, например, еще один вариант выполнения формовочной машины, изображенной на фиг. 17. Здесь входной канал для подвода пищевой массы проходит через один торец или оба торца 40 питателя 23 для подачи пищевой массы. При этом предпочтительно, чтобы этот входной канал был параллелен оси вращения барабана. Этот входной канал предпочтительно сообщается с распределителем пищевой массы (на чертеже не показан), который распределяет пищевую массу по отдельным ячейкам.
На фиг. 19а представлена по существу модификация варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 16. На фиг. 19а счищающий элемент 12 интегрирован в распределитель 10 пищевой массы как единое целое с ним, но предпочтительно, чтобы счищающий элемент представлял собой отдельное изделие, расположенное в распределителе 10 пищевой массы и зафиксированное соединительными средствами (на чертеже не показаны). Счищающий элемент 12 предпочтительно является более тонким, чем в вариантах осуществления изобретения, рассмотренных выше, и предпочтительно изготовлен из металлического сплава, достаточно твердого и износостойкого для того, чтобы находиться в контакте с барабаном 5 из нержавеющей стали, не повреждая поверхность барабана. Счищающий элемент имеет острую кромку или подходящий зубчатый профиль. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 19б, счищающий элемент 12 снабжен поддавливающими средствами 13, обеспечивающими постоянство нахождения счищающего элемента в контакте с поверхностью барабана и/или прижатия счищающего элемента к барабану. В остальном этот вариант осуществления изобретения аналогичен варианту, показанному на фиг. 19а.
Питатель 23 для подачи пищевой массы, изображенный на фиг.20, содержит корпус 9 и гибкую прокладку 7. Корпус 9 питателя, например, выполнен аналогично корпусу, показанному на фиг. 17а и 17б. Однако в показанном на фиг. 20 варианте выполнения питателя в корпус встроено подкрепляющее средство 31, обеспечивающее увеличение жесткости корпуса и тем самым, например, уменьшающее силы, действующие на крепежные средства 32 и/или возможно используемый ленточный элемент 22, изображенный, например, на фиг. 9 настоящей заявки.
Питатель 23 для подачи пищевой массы, изображенный на фиг. 21, сконструирован и изготовлен как одно изделие, состоящее из распределителя 10 пищевой массы, подающего канала 24, деформационной выемки 37, предпочтительно предусмотренного наполнителя 38, а также гибкой прокладки 7. Кроме того, в питатель за одно целое с ним могут быть встроены крепежные средства 32.
В рассматриваемом варианте подающий канал 24 имеет входной канал для подвода пищевой массы, проходящий через один торец или оба торца корпуса, но в качестве альтернативы этому варианту или в дополнение к нему он также может иметь входной канал для подвода пищевой массы, перпендикулярный осевому направлению барабана, как это показано, например, на фиг. 20.
В данном примере имеющиеся в корпусе деформационные выемки 37 выполнены открытыми с наружной боковой поверхности корпуса 9. Предусмотрены крепежные средства 32. Вместе с тем в качестве дополнения к крепежным средствам или альтернативы им может использоваться ленточный элемент 22.
На фиг. 22 показан вариант выполнения корпуса 9, в котором используются различные наполнители 38. В данном примере по меньшей мере один внутренний объем корпуса 9 заполнен твердым наполнителем (38 твердый), например вспененным материалом, а по меньшей мере еще один объем (38 текучий) наполняется текучей средой, например воздухом и/или несжимаемой текучей средой, такой как вода. Различные выемки могут быть заполнены различными текучими наполнителями. Твердым материалом наполнителя предпочтительно заполнять только внутренний объем корпуса 9, близлежащий к подающему каналу 24, и/или внутренний объем корпуса 9, расположенный у внешних концов. Давление текучего наполнителя в других полостях предпочтительно регулировать для обеспечения достаточного давления на прокладку. Корпус 9 предпочтительно зафиксировать крепежными средствами 32 и/или ленточным элементом 22 (на чертежах они не показаны).
В общем случае все пластмассовые детали, например гибкую прокладку, распределитель пищевой массы, материал наполнителя и т.д., которые будут использоваться в предлагаемом в изобретении формовочном аппарате, предпочтительно снабжать антибактериальными добавками, разрешенными к применению в пищевой промышленности. Эти добавки препятствуют заражению пищевого изделия микроорганизмами, росту и размножению таких микроорганизмов. Химическое или физическое связывание этих добавок с материалом пластмассового изделия обеспечивает удержание добавок в пластмассе и невозможность их вымывания или истирания в процессе производства пищевых изделий и/или при очистке формовочного аппарата.
На фиг. 23 показан еще один вариант осуществления изобретения с одним упругим элементом или несколькими упругими элементами, используемым(-ми) для приложения усилия к прокладке. В качестве каждого упругого элемента 44 может использоваться, например, материал уплотнительного кольца круглого поперечного сечения, но также возможно применение упругого элемента с другим поперечным сечением. Вокруг подающего канала предпочтительно использовать комбинированный уплотнительный и упругий элемент 43, обеспечивающий прижатие прокладки 7 к наружной поверхности барабана и предотвращающий просачивание пищевой массы между корпусом 9 и прокладкой 7. Перед подающим каналом и/или за ним по направлению вращения барабана используется упругий элемент 44.
При данном положении корпуса 9 относительно барабана усилие, создаваемое упругим(-ими) элементом(-ами), можно изменять путем изменения материала и/или твердости упругих элементов. Например, при использовании упругих элементов с твердостью 90 единиц по Шору усилие, действующее на наружную поверхность барабана, будет выше, чем при использовании упругих элементов с твердостью 70 единиц по Шору. Кроме того, это усилие можно изменять путем изменения числа поддавливающих элементов 44, толщины и материала прокладки 7 и размеров выемок в прокладке 7. Если используемые упругие элементы имеют лишь ограниченную способность к деформации, регулирование создаваемых ими усилий можно усилить путем изменения положения корпуса 9 относительно барабана. Такое изменение положения корпуса может даже осуществляться в виде управляемого перемещения корпуса в зависимости от давления питающей массы в подающем канале.
На фиг. 24 показан вариант осуществления изобретения с круглыми надувными элементами 45 и 46, действие которых основано на использовании текучей среды. Надувной элемент в данном случае представляет собой шланг, имеющий в данном случае круглое поперечное сечение, и раздувается подаваемой под давлением текучей средой, например воздухом или водой. Возможны и другие поперечные сечения надувного элемента. Элемент 45 дополнительно выполняет функцию уплотнения.
Предпочтительно, чтобы давление текучей среды в каждом надувном элементе было пропорциональным давлению пищевой массы в подающем канале. Давление в каждом надувном элементе предпочтительно является регулируемым, более предпочтительно - индивидуально регулируемым, что выгодно, например, при пуске формовочного аппарата, но также в процессе производства пищевых изделий. При пуске аппарата желательно, чтобы давление в надувных элементах было низким, благодаря чему двигателю можно создавать меньший крутящий момент для преодоления статического трения. В процессе производства пищевых изделий давление между прокладкой и барабаном может быть отрегулировано на минимальное значение, чтобы препятствовать изнашиванию как прокладки 7, так и поверхности барабана. Изнашивание одной из поверхностей или обеих поверхностей приводит к образованию в них бороздок и к просачиванию пищевой массы.
Текучая среда для каждого надувного элемента подается, например, от главного источника 47 текучей среды, сообщающегося с соответствующими соединительными каналами 29. Каждый надувной элемент снабжается текучей средой посредством распределителя и предпочтительно снабжается текучей средой под индивидуальным давлением. Текучей средой может быть воздух, вода и т.д. Чем сильнее давление, подаваемое на поддавливающие элементы, тем выше усилие, действующее со стороны прокладки 7 на поверхность барабана.
Специалисту должно быть понятно, что за счет увеличения длины каждого надувного элемента можно использовать меньшее количество надувных элементов, а значит и меньшее количество точек подключения к надувным элементам.
На фиг. 25 в поперечном разрезе показан вариант осуществления изобретения с распределителем 10 пищевой массы и/или стабилизирующим блоком 56, используемым для прижатия прокладки 7 к боковой поверхности барабана 5. В данном варианте осуществления изобретения, как это наиболее наглядно показано на фиг. 28, распределитель 10 пищевой массы и стабилизирующий блок прижимаются к прокладке 7 и/или к барабану непосредственно поддавливающими средствами 50-55, например силовыми цилиндрами, расположенными рядами, проходящими параллельно продольной протяженности барабана. Поддавливающие средства могут быть закреплены, например, на раме формовочного аппарата и могут управляться индивидуально, т.е. каждый в отдельности, и/или группами. Это позволяет изменять распределение давления, действующего со стороны распределителя пищевой массы, стабилизирующего блока и/или прокладки, вдоль продольной протяженности распределителя 20 пищевой массы и/или прокладки 7, или обеспечивать по существу постоянное давление вдоль каждого ряда поддавливающих средств. Поддавливающие средства также могут использоваться для регулирования положения распределителя 20 пищевой массы, стабилизирующего блока 56 и/или прокладки 7 относительно барабана. В данном примере поддавливающие средства, расположенные в рядах В и С, прижимают распределитель 10 пищевой массы к барабану, а стабилизирующие блоки 56 прижимаются к прокладке поддавливающими средствами, расположенными в рядах А и D. Поддавливающие средства, находящиеся в рядах А и В, являются частью зоны 25 уплотнения, расположенной перед подающим каналом по направлению вращения барабана, а поддавливающие средства, находящиеся в рядах С и D, являются частью зоны 26 уплотнения, расположенной за подающим каналом по направлению вращения барабана. Предпочтительно предусмотреть счищающий элемент 12 и поддавливающие средства 13 для прижатия счищающего элемента, которые в еще более предпочтительном исполнении встроены в распределитель пищевой массы. Стабилизирующие блоки 56 используются для стабилизации формы прокладки и/или для выравнивания давления, создаваемого поддавливающими средствами 50-55. Специалисту должно быть понятно, что стабилизирующие блоки могут не использоваться или могут быть интегрированы в прокладку. В этом случае поддавливающие средства 50-55 и/или поддавливающие средства, расположенные в рядах А и D, будут находиться в непосредственном контакте с прокладкой. Отделение стабилизирующего блока/элемента от прокладки имеет то преимущество, что замена прокладки как быстроизнашиваемой части является более легкой и менее затратной.
Как было описано выше со ссылкой на фиг. 1, поддавливающими средствами, расположенными в рядах A-D, могут быть мешки, заполняемые текучей средой, предпочтительно несжимаемой текучей средой, например водой или маслом. При использовании этой системы корпус питателя, охватывающий заполняемые текучей средой мешки, предпочтительно должен быть очень жестким. В еще одном варианте осуществления изобретения поддавливающими средствами могут быть длинные надувные элементы, например, гофрированные трубки, проходящие в окружном или продольном направлении барабана, а используемой текучей средой может быть сжимаемая текучая среда, например воздух. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 25, поддавливающим средством является один поддавливающий элемент или несколько поддавливающих элементов, например силовой цилиндр, в частности силовой цилиндр, в качестве рабочего тела для которого используется воздух. В более предпочтительном исполнении силовые цилиндры, расположенные в один ряд, выполнены в виде одного блока, предпочтительно блока с высокими санитарно-гигиеническими свойствами. Текучая среда, используемая в качестве рабочего тела для приведения в действие цилиндров, предпочтительно является сжимаемой, такой как воздух или иной сжимаемый газ. Предпочтительно, чтобы давление текучей среды было пропорциональным давлению пищевой массы в подающем канале 24. Положением поддавливающих элементов и/или создаваемым ими давлением можно предпочтительно управлять индивидуально, или в группах, или во всем ряду поддавливающих элементов, т.е. управлением может индивидуальным, групповым или общим.
Прокладка 7 предпочтительно соединена с распределителем 10 пищевой массы и/или со стабилизирующим блоком 56. Для этого могут использоваться, например, средства 36 геометрического замыкания, в данном случае - выступы на прокладке и выемки в распределителе 10 пищевой массы (или наоборот). Эти средства геометрического замыкания фиксируют положение прокладки 7 и при необходимости также могут быть предусмотрены в стабилизирующих блоках 56.
На фиг. 26 показан вариант осуществления изобретения, аналогичный показанному на фиг. 25, но с изменением конструкции прокладки. В этой конструкции средства геометрического замыкания не используются, а прокладка зафиксирована посредством выемки 59 в распределителе 10 пищевой массы и/или стабилизирующем блоке 56. Размер наружной боковой поверхности прокладки несколько меньше размера выемки в распределителе пищевой массы и стабилизирующем блоке, вследствие чего прокладка вдавлена в выемку. Это решение особенно выгодно в случае, если прокладка выполнена плоской с возможностью придания ей представленной на чертеже искривленной формы, например, в вакуумной печи. Вместе с тем в зависимости от толщины и/или выбранного материала прокладки может быть достаточным придание прокладке требуемой формы даже при температуре окружающей среды, что является предпочтительным вариантом осуществления изобретения.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 25 и 26, поддавливающие средства, расположенные в рядах А и D, создают давление на стабилизирующие блоки, а поддавливающие средства, расположенные в рядах в рядах В и С, создают давление на распределитель пищевой массы, соответственно. Как стабилизирующие блоки, так и распределитель пищевой массы прижимают прокладку к наружной поверхности барабана. Распределитель пищевой массы является относительно жестким в продольном направлении барабана.
В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 27, распределитель 10 пищевой массы неподвижно соединен с опорной рамой (на чертеже не показана), и эта опорная рама предпочтительно может отводиться от барабана (для целей очистки) или может перемещаться к барабану (для производства пищевых изделий). В процессе производства пищевых изделий опорная рама находится в фиксированном положении относительно барабана, предпочтительно оси барабана. В данном случае стабилизирующий блок имеет две зоны R, Т, каждая из которых проходит по всей длине барабана как одна часть или несколько частей. Две зоны R, Т связаны между собой зоной 57, предпочтительно имеющей повышенную гибкость. В данном случае зона 57 содержит канавку, действующую в качестве шарнира. Поддавливающие средства, расположенные в рядах А и D, прижимают к прокладке часть R стабилизирующих блоков, а поддавливающие средства, расположенные в рядах В и С, прижимают к прокладке часть Т стабилизирующих блоков. Стабилизирующие блоки изображены как один блок. Вместе с тем каждый ряд поддавливающих средств может давить на отдельный стабилизирующий блок, причем каждый стабилизирующий блок 56 предпочтительно проходит по всей длине барабана. Вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 27, улучшает уплотнение части прокладки, расположенной вблизи подающего канала, в случае деформации барабана вследствие действующей на него нагрузки. В данном случае за счет канавки(-ок) 57 можно увеличить гибкость каждого стабилизирующего блока.
Как видно на чертежах, особенно на фиг. 25-27, питатель для подачи пищевой массы предпочтительно не содержит удерживающих средств, т.е. средств, поддерживающих повышенное давление в формующих ячейках после заполнения ячеек пищевой массой. Сразу после заполнения формующих ячеек пищевой массой или даже во время заполнения формующие ячейки 6 оказываются в условиях атмосферного давления. Этот вариант осуществления настоящего изобретения имеет то преимущество, что прокладка, в частности прокладка, проходящая в окружном направлении от питающего канала по направлению вращения барабана, может быть выполнена довольно короткой, что уменьшает истирание и/или размазывание пищевых изделий.
В любых вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы формующие ячейки 6 барабана были выполнены, по меньшей частично, из пористого материала, например спеченного материала. В более предпочтительном исполнении каждая ячейка 6 сообщается с каналом для текучей среды, который, например, сообщается с атмосферой. Предпочтительно, чтобы все ячейки, находящиеся в одном ряду, были подключены к одному и тому же каналу для текучей среды. Благодаря пористым стенкам ячеек и каналу для текучей среды, ячейки могут вентилироваться во время их заполнения, что позволяет формовать пищевые изделия без образования в них воздушных карманов.
На фиг. 28 приведен вид по стрелке Р, указанной на фиг. 25. Вместе с тем также следует обратить внимание на фиг. 26 и 27. В этом варианте предусмотрено несколько поддавливающих элементов 50-55, расположенных в продольном направлении барабана. Число поддавливающих элементов зависит главным образом от длины барабана 5. Для индивидуального управления давлением в поддавливающих элементах и/или положением поддавливающих элементов, например положением каждого поршня и/или цилиндра каждого поддавливающего элемента, и/или группового управления несколькими поддавливающими элементами предпочтительно использовать блок управления. В данном случае поддавливающим элементом является силовой цилиндр, приводимый в действие воздухом, т.е. пневмоцилиндр.
Барабан, изображенный на фиг. 25-27, максимально деформируется (прогибается) посредине его продольной протяженности. Для обеспечения постоянного контакта между барабаном и прокладкой даже во время такого прогибания барабана поршни в цилиндрах 52 и 53 будут выдвигаться на большее расстояние, чем поршни цилиндров 51 и 54, а выдвижение поршней цилиндров 50 и 55 будет еще меньшим, чем у поршней цилиндров 51 и 54. Предпочтительно, чтобы давление, с которым прокладка прижимается к барабану, было везде одинаковым. Для предотвращения чрезмерного износа прокладки и барабана предпочтительно, чтобы давление прижатия прокладки соотносилось с давлением заполнения ячеек пищевой массой, предпочтительно - чтобы оно было выше, более предпочтительно - незначительно выше давления заполнения ячеек пищевой массой. Предпочтительно, чтобы все цилиндры 61-66 были подключены к одному и тому же источнику давления и питались одинаковым давлением.
Применение силового цилиндра, приводимого в действие воздухом, имеет то преимущество, что такой поддавливающий элемент является довольно податливым и не столь жестким. Таким образом, можно преодолеть некруглость барабана и/или его радиальное биение.
На фиг. 29 показан относительно жесткий стабилизирующий блок 56. Стабилизирующие блоки 56 предпочтительно использовать для предотвращения вдавливания прокладки 7, выполняемой, например, в виде тонкого листа из пластмассы, в формующие ячейки 6 барабана. Комбинация стабилизирующего блока и прокладки обладает жесткостью в продольном направлении, а также в окружном направлении барабана. Это обеспечивает достаточное уплотнение в ситуации, когда барабан не деформируется нагрузкой, действующей в процессе производства пищевых изделий. Все поддавливающие средства создают одинаковое давление.
Если барабан деформируется под действием собственного веса и/или нагрузки, создаваемой давлением заполнения ячеек пищевой массой, предпочтительно, чтобы каждый стабилизирующий блок был более гибким в продольном направлении барабана, вследствие чего форма стабилизирующего блока будет изменяться в соответствии с деформацией барабана. Это (повышение гибкости) может быть обеспечено за счет уменьшения толщины стабилизирующих блоков. Это также может быть обеспечено за счет выполнения стабилизирующих блоков с одной или несколькими гибкими перемычками 58, например, образованными канавками, изображенными на фиг. 30.
Число рядов поддавливающих средств и число стабилизирующих блоков, используемых в вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг. 25-27, зависит главным образом от длины прокладки в окружном направлении. Для уменьшения изнашивания прокладки и/или барабана давление на прокладку, создаваемое в зоне 25 уплотнения, расположенной перед подающим каналом по направлению вращения барабана, и в зоне 26 уплотнения, расположенной за подающим каналом по направлению вращения барабана, может регулироваться по-разному.
На фиг. 31 изображен предпочтительный вариант осуществления изобретения в части, касающейся уменьшения жесткости прокладки. В данном случае в прокладке выполнена гибкая перемычка 60, например канавка или иное аналогичное место уменьшения жесткости, проходящее в окружном и/или продольном направлении (на чертеже не показаны). В данном случае предусмотрено несколько перемычек 60, расположенных в одном или нескольких положениях в продольном направлении, предпочтительно эквидистантно, т.е. на одинаковом расстоянии друг от друга. Предпочтительно, чтобы такая(-ие) перемычка(-и) была(-и) расположена(-ы) между двумя окружными, или кольцевыми, рядами формующих ячеек. Вместе с тем также может быть предпочтительным неэквидистантное распределение перемычек 60.
На фиг. 32 показан вариант выполнения счищающего элемента 12 и поддавливающего средства 13, выполненного в виде надувного элемента. Давление, действующее на счищающий элемент, должно быть достаточным для реализации им своего назначения, т.е. снятия излишков пищевой массы с поверхности барабана. Счищающий элемент предпочтительно выполнен эластичным, т.е. благодаря действию поддавливающего средства 13 его форма в продольном направлении приспосабливается к форме барабана. Изображенный на чертеже счищающий элемент 12 имеет относительно большую толщину и предпочтительно изготовлен из пластмассы для предотвращения повреждения барабана из нержавеющей стали. Для предотвращения повреждения счищающего элемента высокими усилиями, возникающими при очищении поверхности барабана, он может быть усилен металлом или в качестве его материала может использоваться армированная пластмасса. Кроме того, можно выбрать пластмассу, наполненную мелкими металлическими частицами. Если в процессе производства пищевых изделий произойдет выкрашивание фрагментов из такого пластмассового счищающего элемента с попаданием отделившихся фрагментов счищающего элемента в формованные пищевые изделия, эти пластмассовые фрагменты можно будет легко обнаружить при проверке формованных пищевых изделий с помощью сканера-металлоискателя. В соответствии с нормами безопасности пищевых продуктов все используемые материалы должны быть одобрены государственным органом по надзору за качеством пищевых продуктов.
В случае высокой нагрузки на барабан в сочетании с низкой жесткостью барабана счищающий элемент уже не сможет деформироваться в соответствии с деформацией барабана. По этой причине счищающий элемент также может быть выполнен с одной или несколькими канавками (на чертеже не показаны) для уменьшения его жесткости в продольном направлении.
На фиг. 33 показан счищающий элемент 12 и поддавливающие средства, выполненные в виде силовых цилиндров 61-66. В процессе производства пищевых изделий каждый поддавливающий элемент, в частности его протяженность, может регулироваться отдельно от других для учета деформации барабана. Предпочтительно, чтобы давление текучей среды, подаваемой в качестве рабочего тела в цилиндры 61-66, было одинаковым. Предпочтительно, чтобы все цилиндры 61-66 были подключены к одному и тому же источнику давления.
Перечень ссылочных обозначений
1 - формовочный аппарат для формования пищевых изделий
2 - отделение, расположенное перед питающим каналом по направлению вращения барабана
3 - отделение, прилегающее к зоне заполнения ячеек
4 - отделение, расположенное за питающим каналом по направлению вращения барабана
5 - барабан
6 - формующая ячейка
7 - прокладка
8 - заполняемое текучей средой устройство, мешок
9 - корпус питателя
10 - распределитель пищевой массы
11 - поддавливающие средства для прижатия распределителя 10 пищевой массы
12 - счищающий элемент
13 - поддавливающие средства для прижатия счищающего элемента
14 - сочленение
15 - крепежные средства, средства изменения положения корпуса 9 относительно барабана 5
16 - натяжной элемент
16′ - элемент, расположенный перед подающим каналом по направлению вращения барабана
16″ - элемент, расположенный за подающим каналом по направлению вращения барабана
17 - натяжные средства
18 - узел, включающий в себя прокладку
19 - узел, образующий часть канала
20 - узел, образующий часть корпуса
21 - часть заполняемого текучей средой устройства 8, верхняя часть, нижняя часть
22 - лента
23 - питатель для подачи пищевой массы
24 - подающий канал, подающий канал для подачи пищевой массы
25 - зона уплотнения, расположенная перед подающим каналом по направлению вращения барабана
26 - зона уплотнения, расположенная за подающим каналом по направлению вращения барабана
27 - рама
28 - опора, шарнир
29 - соединительный канал
30 - отверстие для подачи пищевой массы, отверстие в распределителе 10 пищевой массы
31 - подкрепляющие средства, ребро, ленты
32 - крепежные средства
33 - узел или изделие с каналом
34 - натяжной блок
35 - уплотнительное средство, уплотнительное кольцо
36 - средство геометрического замыкания
37 - выемка, деформационная выемка
38 - наполнитель
38 - твердый наполнитель
38 - текучая среда, нетвердый наполнитель, вода, газ, гель
39 - соединительный узел
40 - торец
41 - входной канал питателя 23 для подачи пищевой массы
42 - элемент для повышения податливости заполняемого текучей средой устройства
43 - комбинированный уплотнительный и упругий элемент
44 - упругий элемент
45 - комбинированный уплотнительный и надувной элемент
46 - надувной элемент
47 - главный источник текучей среды
50-55 поддавливающий элемент для прижатия распределителя пищевой массы/стабилизирующих блоков
56 - стабилизирующий элемент, стабилизирующий блок
57 - канавка в стабилизирующем блоке 56, проходящая в окружном направлении
58 - соединительный элемент, гибкая перемычка, канавка в стабилизирующем блоке 56, проходящая в продольном направлении
59 - выемка
60 - гибкая перемычка, канавка в прокладке 7
61-66 - поддавливающие элементы для прижатия счищающего элемента
67 - поршень
68 - цилиндр
W - ширина подающего канала.