СОКООТЖИМНАЯ МАШИНА УМЕНЬШЕННОГО РАЗМЕРА ДЛЯ ПЛОДОВ ЦИТРУСОВЫХ
REDUCED SIZE JUICER MACHINE FOR CITRUS FRUITS

Цель изобретения
Настоящее изобретение - это новая автоматическая сокоотжимная машина для плодов цитрусовых, используемая, главным образом, для отжима сока из апельсинов. Она меньше машин, имеющихся в настоящее время на рынке, которые имеют систему отжима сока, основанную на двух частях вращающихся охватываемой и охватывающей отжимающих деталях или барабанах. Тем не менее, эта машина дает такой же выход и, кроме того, обеспечивает большую степень гигиены. Этот меньший размер достигнут благодаря снижению числа вращающихся отжимающих деталей с четырех только до двух, а именно: одной охватывающей отжимающей детали и одной охватываемой отжимающей детали. Они действуют, используя новое поворачивающее устройство - удерживающую маятниковую деталь, которая заменяет функцию второй пары. Основными особенностями, обеспечивающими гигиеничность всей машины, являются соответствующая удерживающая маятниковая деталь, ребристое загрузочное отверстие для плодов, контейнер для сбора кожуры и встроенная емкость для сока - все изолированные от наружной стороны машины.
Известные технические решения
В настоящее время в индустрии ресторанов и отелей имеется широкий выбор автоматических и полуавтоматических сокоотжимных машин для плодов цитрусовых, в которых используются разные способы отжима. Эти машины в той или иной степени выполняют свою функцию. Пионеры этих машин основывали свое действие отжима сока на предварительно разрезанных двух половинках плода с придавливанием их к желобчатой поверхности, что приводило к извлечению жидкости. Примером этого типа автоматической сокоотжимной машины является машина, описанная в патенте Испании Р8702074 1987 г. Эта машина после вбрасывания в нее монеток выдает охлажденный сок. Система отжима сока этой машины состоит из загрузки плода в зажим, который перемещается по криволинейной оболочке, оснащенной ножом, и две половинки плода, полученные разрезанием, подвергаются растирающему воздействию на мякоть путем сжатия и деформации относительно оболочки с извлечением таким образом сока.
Следует, однако, отметить, что проблема, связанная с этими системами, заключается в том, что они разрушают кожуру плодов, когда те протягиваются по ребристой поверхности, подобно тому, как действует наждачная бумага. Это действие приводит к тому, что с извлеченным соком смешиваются жидкости из альбедо (внутреннего слоя кожуры цитрусового плода) и эфирные масла из кожуры. Кроме того, значительная часть сока удерживается ненужной мякотью. Конечный результат - потеря выхода и сок низкого качества.
Более поздние машины, например модель, зарегистрированная как U9602180, отжимали целый плод, прижимая его плитой, которая толкалась вниз силовым цилиндром, действовавшим как поршень. Плод отжимался на поверхности сосуда или контейнера, который выполнял двойную функцию: удерживание плода при отжиме и сбор извлеченного сока. В этом другом типе системы вышеупомянутая проблема тоже не была решена. Хотя интенсивное растирающее воздействие оболочкой или желобчатой поверхностью отсутствует, сила сжатия, прикладываемая к самому апельсину, воздействует и на его кожуру, которая при этом отжимается вместе с остальной частью плода.
Поскольку эта проблема была известной, начали разрабатываться более сложные системы, в которых действие отжима сока не затрагивало бы кожуру. То есть цель заключалась в том, чтобы создать машину, отходами которой была бы вся кожура - без мякоти и сока.
Одним из решений стало использование всасывания в системах отжима сока. Одним из примеров такой машины является модель, зарегистрированная под номером U9900512. Эта машина имеет систему, основанную на барабане с рядом полостей. Каждая полость позволяет разрезать пополам плод, заключенный в ней, ножом, перемещающимся по периметру барабана. Затем половинки подвергаются процессу всасывания с помощью ручки с охватываемым прокалывающим концом, которым путем сжатия действует на половинку плода, заключенную в полости охватывающего барабана. Все это происходит без контакта с кожурой; сок извлекается охватываемой прокалывающей деталью с всасывающим насосом и проходит по каналу, специально предусмотренному для этой цели.
Но и эти системы не лишены недостатков. Всасывающее действие не обеспечивает полного извлечения сока, и после этого сок необходимо пропускать через фильтровальные системы и сепараторы для воздуха и мякоти, переносимых соком. Кроме того, сок часто содержит примеси и взвешенные частицы.
Среди ассортимента систем сокоотжимных машин для плодов цитрусовых, имеющихся сегодня на рынке, одной системой, которая является явно лучшей и наиболее распространенной, поскольку эффективно решает проблемы, упомянутые выше, а также дает большой выход, является система в двух машинах, запатентованных компанией, которая ныне подает настоящую заявку на новый патент.
Известная система отжима сока этих машин (патенты Испании по заявкам №№Р8800970 и Р9101254) основана на комплекте из двух пар вращающихся цилиндров или барабанов, верхние два из которых являются охватывающими и имеют четыре полусферические полости, а нижние два барабана являются охватываемыми. Охватываемые барабаны имеют три обработанных выступа с шарообразными головками. Когда плод падает в полость охватывающего барабана, противоположное вращательное движение барабана, контактирующего с фруктом, сохраняется и перемещается между обоими в направлении ножа, находящегося ниже, который разрезает плод на две половинки. Сразу же после выхода из основания ножа, который проходит под углом над плодом, каждая половинка отжимается соответствующими выступами двух охватываемых барабанов, которые погружаются в каждую половинку, и при этом обеспечивается полное и чистое извлечение сока. После извлечения сок проходит через фильтр и собирается в контейнере, а кожура, придавленная к охватываемым деталям, будет падать в накопитель с помощью извлекающего клина.
В настоящее время это лучшая выпускаемая серийно сокоотжимная система. Она гигиенична, экономична, обеспечивает высокий выход и пригодна для баров, кафетериев, школ, больниц и т.п. Вместе с тем, поскольку устройства, основанные на этой системе, требуют четыре барабана или цилиндра, их корпуса будут значительных размеров и занимать много места в этих учреждениях. Эти учреждения не всегда имеют достаточно места, что может отрицательно отразиться на их решениях относительно установки этих машин. Реальность ситуации заключается в том, что на нынешнем рынке нет небольших автоматических машин, изготовленных для индустрии отелей и ресторанов (использование в быту - это другой вопрос, поскольку в этом случае практически весь процесс является ручным, за исключением операции отжима). Это особенно касается автоматических машин с теми же признаками, что и используются в системе с охватываемыми и охватывающими вращающимися барабанами. Например, известна запатентованная машина уменьшенного размера (заявка Р9800682), в которой используется система отжима сока, основанная на сжатии. Она имеет барабан, оснащенный ножом, который разрезает плод, и сжимающей лопаткой, которая сразу же отжимает, прижимая к своим сторонам. Вместе с тем, эта система имеет недостатки, упомянутые выше: излишняя мякоть с оставшимся соком и жидкости из кожуры, которые примешиваются к извлеченному соку.
Существует запатентованная машина меньших размеров, в которой используется система, вдохновленная идеей охватываемых и охватывающих вращающихся барабанов. Изобретателю удалось уменьшить ее размеры путем замены второй пары барабанов носителем плодов, который занимает пространство, которое занимал бы третий цилиндр. При этом, к огорчению, размеры машины уменьшились лишь минимально.
Идеальной ситуацией было бы иметь машину с тем же уровнем работоспособности, что и машины с двумя парами охватываемых и охватывающих вращающихся барабанов, но только с одной такой парой барабанов. Это означает, что были бы только один вращающийся охватываемый барабан и только один вращающийся охватывающий барабан. Такая система была бы возможной, если бы машина имела встроенную дополнительную систему, которая эффективно выполняла бы функции второй пары барабанов. В этом случае размеры машины уменьшились бы почти вдвое при таком же выходе.
Описание изобретения
Задачей изобретения является создание такой сокоотжимной машины, в которой будет достигнуто уменьшение размеров машины и снижение ее материалоемкости, а также увеличение гигиеничности машины с сохранением высокого выхода конечного продукта.
Это именно то, что предлагается. Это автоматическая сокоотжимная машина для апельсинов и подобных фруктов, которая имеет систему отжима сока, основанную на комплекте охватываемых и охватывающих вращающихся барабанов. Эта машина имеет наклонный гравитационный питатель, корпус с защитной передней крышкой, который служит оболочкой для рамы, которая поддерживает наклонный питатель и служит в качестве опоры для электродвигателя и других механизмов и деталей. К числу более важных из них относятся нож, охватываемый и охватывающий вращающиеся барабаны с их соответствующими полостями и выступами, используемыми для удерживания, направления и отжима плода, фильтр, основание, где собираются сок и кожура, и извлекающий кожуру клин.
Существенной характеристикой этой машины является то, что она имеет один-единственный охватываемый и один-единственный охватывающий барабаны. Это значительно уменьшает размеры машины. В этой системе используется один удерживающий маятник, выполняющий двойную функцию: позволяет плодам достигать охватывающего барабана в нужный момент и надежно удерживает их для разрезки автоматически позиционируемым ножом. Этот нож вместе с треугольной режущей деталью направляет половинку плода, удерживаемого в полости на охватывающем барабане, до контакта с выступом охватываемого барабана, который затем за счет своего вращения отжимает плод. Это вместе с удерживающим маятником представляет собой сущность системы, которая исключила необходимость иметь второй комплект барабанов. Оставшаяся после разрезания половинка плода перевернется в правильное положение, чтобы в то же время улечься в полость на охватывающем барабане. Ее перемещение вверх открывает путь для нового плода, который падает в следующую свободную полость, тем самым снова начиная последовательность операций отжима.
Кроме того, система содержит питатель с системой обнаружения плодов, которая обеспечивает автоматическое включение машины и предотвращает забивание. Машина имеет систему подсчета плодов, контейнер для сбора кожуры, предотвращающий вытекание лоток и встроенный контейнер для сока в основании машины, который вместе с декой, оснащенной направляющим крылом, изолирует сок от загрязняющих частиц и посторонних предметов.
В описанной выше системе охватываемый барабан - охватывающий барабан - поворотное устройство - удерживающий маятник две половинки, образовавшиеся при разрезании каждого плода, отжимаются последовательно, а не одновременно, как это имеет место в известных сокоотжимных машинах. Чтобы добиться этого, все действие машины запитывается лишь одним электродвигателем с его одновременным кинематическим зубчатым перемещением. Электродвигатель служит приводом охватываемому и охватывающему вращающимся барабанам, а также кулачку, находящемуся на периметре, который при своем повороте приводит в действие и останавливает коромысло и направляемый противовес, при этом поднимая и опуская вращающуюся деталь. Результатом этого является помещение плода в верхнюю полость охватывающего барабана, и одновременно поворотное устройство толкает удерживающий маятник. Это, в свою очередь, приводит в действие распределительное устройство, обеспечивающее подачу в систему следующего плода. Перемещение поворотного устройства вверх вызывается направляемым противовесом, а вниз - приводимым кулачком коромыслом. Обе передачи в обоих направлениях ротора направляются ремнями, которые выполнены гибкими для предотвращения возможного обрыва из-за несовершенного хода процесса. Нож встроен в поворотный вал и, таким образом, синхронизирован и автоматически устанавливается охватывающим барабаном при подготовке к разрезанию. Нож является прямым и режет, начиная со средины под небольшим углом, так что две половинки плода будут практически одинакового размера. Нож имеет двойную функцию: разрезает плод и, вместе с треугольной режущей деталью, находящейся ниже него, направляет половинку к выступу охватываемого барабана.
Охватывающий барабан имеет более глубокие полости, чем у предыдущих машин. Эти более глубокие полости более эффективно окружают и удерживают половинку плода, повышая тем самым производительность процесса отжима сока и снижая брызги. Кроме того, машина обладает подрезающей способностью, которая позволяет ножу совершать более полный и чистый срез. В центре оболочек охватываемый барабан имеет отверстие, через которое может проходить рычаг извлекающего клина, обеспечивая попадание кожуры в контейнер для сбора кожуры.
Рама машины состоит из цельной пластмассовой корпусной детали, полученной литьем под давлением. Она имеет переднюю часть из нержавеющей стали и металлическую опору для подшипников в форме восьмерки. Эта опора является достаточно прочной, чтобы выдерживать усилие процесса отжима сока. Это одна-единственная часть, которая удерживает и поддерживает все остальные детали с каналом изменения направления, по которому сок будет сливаться в лоток. Кроме того, она имеет встроенную систему загрузки плодов. Это отличает эту машину от всех других сокоотжимных машин, которые имеют открытые системы загрузки. Настоящее изобретение представляет новую идею закрытой системы, которая исключает попадание насекомых и загрязнения, тем самым обеспечивая более высокую степень гигиены. Питатель имеет наружную наклонную часть с двумя направляющими для плодов. На конце этого питателя имеется система обнаружения плодов. Кроме того, он имеет корпус с цилиндрическим распределительным устройством, немного смещенную от центра эксцентрическую ось, магнитную муфту и гибкие ремни в соединении с коромыслом и ребристое выпускное отверстие к охватывающему барабану, которое изолирует зону отжима сока от окружения.
Система обнаружения плодов позволяет машине автоматически включаться и считать количество штук плодов. Она поворачивает каждый из них, предотвращая тем самым забивание, и при отсутствии готовых к отжиму сока апельсинов останавливает машину. На высоте извлекающего кожуру клипа рама машины имеет отверстие, через которое кожура будет падать в контейнер для сбора кожуры. Поверхность выше, с которой падает сок, имеет полку и наклон, который является адекватным для хорошей циркуляции из лотка. В лоток встроены система для предотвращения вытекания и контейнер для сбора.
В нижней опоре основания машины, периметр которой имеет U-образную форму, помещен лоток для сбора утраченной жидкости. Нижняя часть этой полки имеет захватную полосу, расположенную между машиной и баром или столом, на котором стоит машина, благодаря чему предотвращается попадание в машину нежелательных материалов. Кроме того, в основании выполнены встроенные выступы, с помощью которых облегчается перемещение машины.
Выполняемый по заказу контейнер для сбора кожуры, встроенный в машину, имеет в своей нижней части помеченную зону удаления, которая совпадает с U-образной полкой периметра вдоль основания. Это обеспечивает управляемое изъятие лотка без использования каких-либо инструментов и позволяет легко приспособить его для встраиваемых баров или для использования в качестве накопительного бункера для кожуры. Кроме того, он имеет дефлектор, который представляет собой наклонную поверхность, распределяющую падающую кожуру более равномерно, благодаря чему обеспечивается лучшее использование пространства. В том случае, если используется контейнер для сбора с перфорированным основанием, кожура направляется в горловину выходного отверстия.
Лоток для сока имеет устройство для предотвращения вытекания с охватываемой раструбом деталью и может приводиться в действие автоматически при помещении контейнера на его нижнюю часть (при помещении сюда контейнера система включает, а при изъятии отключается). Этим устройством можно пользоваться и вручную, включая его вручную. Устройство для предотвращения вытекания имеет механизм с кнопкой управления, при нажатии которой поршень перемещается вниз, позволяя жидкости начать течь. Контейнер для сбора кожуры и контейнер для сока - это детали, встроенные в конструкцию машины и изолированные от загрязняющих частиц и посторонних веществ. Это являет собой новинку в сокоотжимных машинах, используемых в отельном и ресторанном бизнесе. Это также являет собой новинку в том, что предоставляется двойная возможность приведения в действие охватываемой раструбом детали для предотвращения вытекания - как вручную, так и автоматически путем помещения контейнера в нужное место.
Крышка машины выполнена из двух частей, одна из которых является полупрозрачной, а другая - прозрачной. Эта крышка придает машине новый внешний вид в том, что в ее нижней части имеется крыло, которое направляет сок в лоток. Сок не вытекает даже при открытой крышке.
Все эти предлагаемые новшества означают, что общее преимущество машины заключается в том, что ее эксплуатационные характеристики являются такими же, что и у любой машины, предлагаемой на рынке, в которой используются две пары вращающихся охватываемых и охватывающих барабанов, но при намного меньших размерах. Это преимущество делает ее особенно привлекательной для отелей и ресторанов, у которых не так уж много свободного места.
Кроме того, эта система имеет столь же высокий стандарт гигиены, сколь заботится о своей работоспособности. Это не только потому, что удерживающий маятник предотвращает контакт между кожурой и вращающейся деталью при разрезании (которая охватывает одну из двух половинок плода на стороне мякоти), но еще и благодаря ребристому отверстию питателя, которое находится в закрытом состоянии, и тем самым изолирует внутреннюю часть машины и предотвращает попадание вовнутрь ее загрязнения и насекомых. Кроме того, этот высокий стандарт является результатом того, что контейнер для сбора кожуры и контейнер для сока встроены в основание, и оба перекрывают доступ посторонним веществам.
Для того чтобы конструкция и работа рассматриваемой сокоотжимной машины уменьшенного размера были более понятными, ниже приводится пример ее работы вместе с объяснением важных деталей на основании фиг.1. На этом чертеже представлен общий вид машины спереди, а на фиг.2-10 показаны различные механические части изобретения.
На фиг.1 представлены существенные части конструкции:
питатель 1
удерживающий маятник 2
охватывающий вращающийся барабан 3
нож 4
охватываемый вращающийся барабан 5
поворотное устройство 6
основание машины 7
поддерживаемый основанием контейнер для сбора сока 8
контейнер для сбора и хранения кожуры 9
ребристое выходное отверстие 16
устройство изменения направления для сока, падающего в лоток 18
На фиг.2 показан вид сзади рамы с подробным изображением конструкции поворотного устройства - системы, удерживающей маятник
зубчатая кинематика и кулачок 10
коромысло 11
противовес 12
гибкие ремни 13
Фиг.3 представляет собой поперечное сечение системы обнаружения плодов, которая является частью питателя:
направляющие для плодов 14
цилиндрическое распределительное устройство 15
полость для заключения в ней системы обнаружения плодов 19
ребристое выходное отверстие 16
эксцентрический вал 39
На фиг.4 показаны охватывающий барабан 3 и поворотное устройство 6 вместе с желобками 17 полостей 38 охватывающего барабана и ножом 4 вместе с треугольной режущей деталью 37, которые встроены в поворотное устройство.
На фиг.5 показан выполненный по заказу контейнер для сбора кожуры 9 в основании с отражающей наклонной поверхностью 20 и предварительно помеченной зоной разрыва 21.
На фиг.6 показан лоток для сока 22 со встроенным устройством для предотвращения вытекания, в котором находится кнопка управления 24, механизм 23 открывания устройства для предотвращения вытекания и закрывания и фильтр 36.
На фиг.7 показан выполненный по заказу контейнер для сока 25, дополняющий кнопку управления устройства для предотвращения вытекания, который вызывает его автоматическое приведение в действие.
На фиг.8 показана деталь в форме восьмерки 26, помещенная в полость 27 в раме, которая после наладки машины служит опорой подшипникам валов охватываемого и охватывающего барабанов, а также лоток для сока 22.
Фиг.9 представляет собой аксонометрическую проекцию одного из концов 28 вала, края которого имеют пазы 29, которые поддерживают определенные выступы 35 на внутренней стороне закрывающего устройства 30, которое выходит из этой детали, установленное как торец вала.
На фиг.10 показаны машина с открытой крышкой 33, причем лоток 31 для сбора потерянной жидкости устанавливается в свое рабочее положение, зона разрыва 21, контейнер для сбора кожуры 9, выступы 32, встроенные в основание и ребристое выходное отверстие 16. Среди других деталей, показанных на внутренней части крышки, - направляющее крыло 34, которое направляет сок в лоток, U-образная опорная часть 40 с наклонной верхней поверхностью, причем на своей нижней стороне эта часть имеет периметрический край 41, выполненный с уплотнительной полоской 42.
Предпочтительный вариант осуществления
Сокоотжимная машина имеет раму, которая служит ее каркасом. Эта рама служит опорой питателю, электродвигателю и разным механизмам и деталям. Среди более выдающихся новых деталей устройство изменения направления 18 для излишка сока, который падает в лоток, и система 19 обнаружения плодов.
Задняя часть рамы имеет механизмы, обеспечивающие работу деталей, осуществляющих процесс отжима сока, которые расположены между передней частью машины и защитной крышкой.
Система управления состоит из кнопки управления, которая включает в себя все функции, встроенных детекторов в схеме и дисплея, который выдает информационные сообщения. Последнее устройство является новшеством в сокоотжимных машинах для отелей и ресторанов.
Машина имеет систему автоматического переключения на разные напряжения, что позволяет подключать ее в любой части мира без адаптера, что тоже является новшеством. Кроме того, машина имеет гнездо для автономного источника переменного тока напряжением 24 В, что позволяет ей работать от аккумуляторной батареи.
В раме расположен питатель 1, который удерживает плоды, которые будут падать в систему отжима сока, по одному, под действием силы тяжести, а распределительное устройство 15 позволяет им проходить. Когда эта система на конце питателя получает первый плод, сцепляющие электромагниты, которые могут быть одно- или многополюсными, приводят в действие коромысло и магнитный захват; это изменяет положение распределительного устройства поворотом относительно его оси и предотвращает поступление второго плода. Тем временем первый плод выходит вовнутрь машины через ребристое отверстие 16, которое открывается в результате поворотного действия распределительного устройства, и затем укладывается в соответствующую полость 38 охватывающего барабана.
Система отжима сока состоит из одного-единственного охватывающего вращающегося барабана 3 с несколькими полостями 38 и одного-единственного охватываемого вращающегося барабана 5 с несколькими выступами с шарообразными головками. Заменяющим действие второй пары барабанов является поворотное устройство 6, которое действует совместно с удерживающим маятником 2.
Валы барабанов выполнены с возможностью быстрого отсоединения и не требуют резьбовых деталей. Они уплотняются специальной выполненной по заказу удерживающей деталью. Ее легко устанавливать и чистить, поскольку геометрия этой удерживающей детали предотвращает малые углы. После того как плод заключен в первой полости 38 охватывающего барабана 3, которая попадается ему после падения с питателя, вращательное движение по часовой стрелке направляет его к ножу 4, где он разрезается на две половинки. На протяжении этого процесса маятник 2 удерживает плод на стороне, противоположной барабану, что дает в результате симметричное разрезание. После того как плод разрезан, одна из двух половинок остается в полости 38 вращающегося охватывающего барабана 3, где она перемещается при помощи основания ножа 4, которое не позволяет ей выпасть. После этого половинка вступает в контакт с одним из выступов охватываемого вращающегося барабана 5, который вращается в противоположном направлении, с отжимом половинки плода, которая удерживается в полости 38 охватывающего барабана. Сок отжимается за счет вхождения конца выступа охватываемого барабана с вытяжным действием. Вторая половинка плода помещается в поворотное устройство 6 стороной мякоти и в нужный момент (когда коромысло высвобождается кулачком) переворачивается в следующую свободную полость 38 охватывающего барабана, будучи при этом перевернутой достаточно, чтобы правильно поместиться в этой полости 38.
По мере того как эта половинка опускается, поворотное устройство 6 толкает удерживающий маятник 2 и позволяет новому плоду войти в систему с падением в свободную полость 38 вращающегося охватывающего барабана, и последовательности операций начаться снова.
Таким образом, в этой новой машине маятник выполняет двойную функцию: он позволяет плодам проходить в систему после начала последовательности операций по отжиму сока, и, во-вторых, он удерживает плоды так, чтобы они правильно разрезались, обеспечивая при этом, что плод не касается поворотного устройства, т.е. будет оставаться чистым.
Две половинки плода последовательно отжимаются под действием охватываемого и охватывающего барабанов. Сок извлекается в лоток, который оснащен фильтром 36, чтобы в соке не оставались зернышки и большие куски мякоти.
В том случае, если контейнер для сбора сока прикреплен к устройству для предотвращения вытекания, оно остается в открытом положении, и сок непосредственно собирается в контейнере, который находится в основании машины и ниже лотка. После изъятия контейнера устройство для предотвращения вытекания автоматически закрывается. Это устройство можно включать и вручную, просто нажав для этого кнопку управления 24.
Извлекающий клин, который представляет собой створку, проходящую через центральное отверстие оболочек охватываемого барабана, удаляет прилипшую к нему кожуру в сборник для хранения кожуры.
Валы охватываемого и охватывающего барабанов на своих свободных концах имеют ряд пазов, расположенных на некотором расстоянии от их концов для размещения в них выступов, выполненных на внутренней поверхности закрывающих устройств, устанавливаемых на валах в качестве их торцов.