РЕЖУЩИЙ ВАЛИК ДЛЯ ВЫРЕЗАНИЯ КУСОЧКОВ ИЗ СЛОЯ ТЕСТООБРАЗНОЙ МАССЫ И СИСТЕМА ПЕРЕРАБОТКИ ТЕСТООБРАЗНОЙ МАССЫ, СНАБЖЕННАЯ ТАКИМ РЕЖУЩИМ ВАЛИКОМ
CUTTING ROLLER FOR CUTTING PUT DOUGH BITS OF DOUGH-LIKE MASS AND DOUGH-LIKE MASS PROCESSING SYSTEM EQUIPPED WITH SUCH CUTTING ROLLER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПРЕДЛАГАЕМОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Предлагаемое изобретение относится к режущему валику для вырезания кусочков из слоя теста (в общем случае - тестообразной массы любой природы) согласно п.1 формулы изобретения. Кроме того, предлагаемое изобретение относится к системе переработки тестообразной массы, снабженной таким режущим валиком.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Режущий валик данного типа как таковой известен из документа DE-PS 1151473. В описываемом в указанном документе полом режущем валике предусматривается возможность удаления образующихся при вырезании тестообразной массы отходов через радиальные прорези или отверстия, выполненные в упомянутом полом режущем валике. Отходы тестообразной массы поступают через соответствующие отверстия во внутреннее пространство полого режущего валика, откуда выгружаются в боковых направлениях вовне через открытые концы режущего валика. В качестве причины того, почему этот способ выгрузки отходов тестообразной массы не получает дальнейшей разработки, в документе DE-PS 1151473 указывается риск возникновения затора в режущем валике.
Другие режущие валики такого типа известны из документов DE 117327 A и DE 118158 A.
ЦЕЛЬ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью предлагаемого изобретения является создание режущего валика вышеописанного типа, риск возникновения затора в котором был бы меньше.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель предлагаемого изобретения достигается путем создания режущего валика, обладающего признаками, раскрытыми в п.1 формулы изобретения.
При создании предлагаемого изобретения было установлено, что предотвращение затора в режущем валике можно практически обеспечить, если производить активное удаление отходов тестообразной массы с помощью подходящего транспортирующего механизма, получающего привод от подходящего источника. Благодаря такому решению обеспечивается предотвращение нежелательного накопления тестообразной массы внутри режущего валика до такой степени, что возникает затор. В частности, режущий валик может быть выполнен как легкозаменяемый компонент, установленный посредством направляющих штифтов. Собственно режущий валик может быть выполнен из стали, предпочтительно, с покрытием, нанесенным путем химического никелирования. В тех случаях, когда режущий валик выполнен из материала, безопасного для пищевых продуктов, например, из нержавеющей стали, можно обойтись без покрытия. Благодаря тому, что привод транспортирующего механизма (т.е., механизма для транспортирования отходов тестообразной массы) и привод режущего валика могут осуществляться от отдельных источников, процесс удаления отходов тестообразной массы из внутреннего пространства режущего валика может быть точно отрегулирован в соответствии с условиями работы режущего валика. В частности, для обеспечения возможности непрерывной работы режущего валика привод транспортирующего механизма может осуществляться таким образом, чтобы во внутреннем пространстве режущего валика до определенного объема происходило накопление отходов тестообразной массы. Даже при не вращающемся режущем валике обеспечивается возможность транспортирования удаляемых из внутреннего пространства режущего валика отходов тестообразной массы, поскольку привод транспортирующего механизма осуществляется от отдельного источника.
Надежное удаление отходов тестообразной массы из внутреннего пространства режущего валика обеспечивается при использовании в качестве транспортирующего механизма шнекового транспортера согласно п.2 формулы изобретения. В альтернативном варианте осуществления предлагаемого изобретения вместо шнекового транспортера в качестве транспортирующего механизма может быть использован, например, установленный во внутреннем пространстве режущего валика ленточный транспортер.
Привод транспортирующего механизма выполнен независимым от привода режущего валика. В альтернативном варианте осуществления предлагаемого изобретения возможно обеспечение привода транспортирующего механизма и привода режущего валика от одного и того же источника. Если транспортирующий механизм осуществлен в виде шнекового транспортера, то он может оставаться стационарным, иначе говоря, он может не находиться во вращении относительно станины машины. В таком случае транспортирование отходов тестообразной массы в процессе работы может обеспечиваться за счет вращения внутренней поверхности режущего валика относительно стационарного шнекового транспортера. Обычно же для удаления отходов тестообразной массы во внутреннем пространстве режущего валика устанавливается шнековый транспортер, приводимый во вращение.
При создании предлагаемого изобретения было установлено, что с точки зрения предотвращения преждевременного износа шнекового транспортера внутри режущего валика с одновременным обеспечением эффективного транспортирования отходов тестообразной массы наиболее подходящими являются величины зазора между периферией шнекового транспортера и внутренней поверхностью режущего валика, указанные в п.1 формулы изобретения. В предпочтительных вариантах осуществления предлагаемого изобретения зазор между периферией шнекового транспортера и внутренней поверхностью режущего валика выбирается в пределах от 0,5 мм до 2 мм, например 1 мм.
При создании предлагаемого изобретения было установлено, что эффективная работа режущего валика обеспечивается при использовании режущих элементов, описанных в п.2 формулы изобретения. С точки зрения пригодности для контакта с пищевыми продуктами в качестве материала для режущих элементов можно легко подобрать пластмассу. Кроме того, режущие элементы могут изготовляться из износостойкой пластмассы. При прокатывании режущего валика по основанию, на котором располагается слой тестообразной массы, в случае использования пластмассовых режущих элементов имеет место самый незначительный износ этих режущих элементов или основания. В частности, режущие элементы могут быть выполнены заменяемыми, например, прикрепляемыми к основанию режущего валика с помощью винтовых соединений.
При создании предлагаемого изобретения было установлено, что отходы тестообразной массы не остаются прилипшими в отверстиях, выполненных в корпусообразующей стенке цилиндрического основания режущего валика, если режущие элементы имеют режущие отверстия согласно п.5 формулы изобретения. Кроме того, при таком решении уменьшается риск возникновения затора внутри режущего валика. Кроме того, при таком решении уменьшается риск нежелательного переноса отходов тестообразной массы из внутреннего пространства режущего валика наружу. Отходы тестообразной массы могут накапливаться в отверстиях, выполненных в корпусообразующей стенке основания режущего валика, только до определенной степени, не переходя нежелательный предел. Упомянутые отверстия, выполненные в корпусообразующей стенке основания режущего валика, не обязательно должны по контуру точно соответствовать режущим отверстиям, выполненным в режущих элементах. Отверстия, выполненные в корпусообразующей стенке основания режущего валика, могут по контуру только приблизительно соответствовать режущим отверстиям, выполненным в режущих элементах, и, следовательно, вырезаемым кусочкам тестообразной массы. В частности, отверстия, выполненные в корпусообразующей стенке основания режущего валика, могут быть сведены в единое отверстие, в то время как каждый режущий элемент имеет более одного отверстия, например, при вырезании тестяных заготовок для претцелей (сухие крендельки, посыпаемые солью).
При создании предлагаемого изобретения было установлено, что стабильность конфигурации режущих элементов обеспечивается при их высоте, описанной в п.4 формулы изобретения.
При создании предлагаемого изобретения было установлено, что высота столбика из нагроможденных кусочков отходов тестообразной массы не выходит за допустимый предел, если соблюдается указанное в п.5 формулы изобретения отношение толщины стенки полого цилиндрического основания режущего валика к его наружному диаметру. При таком решении удается предотвратить нежелательное продвижение кусочков отходов тестообразной массы, обращенных вовнутрь основания режущего валика, наружу под действием сжатия тестообразной массы внутри такого рода столбика. Было установлено, что для надежного отведения отходов тестообразной массы особенно подходящими являются значения отношения толщины стенки полого цилиндрического основания режущего валика к его наружному диаметру меньше 0,1.
О преимуществах, обеспечиваемых системой переработки тестообразной массы согласно п.6 формулы изобретения, уже сказано при описании режущего валика согласно предлагаемому изобретению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИЛАГАЕМЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления предлагаемого изобретения далее будут описаны более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 изображен в аксонометрии режущий валик для вырезания кусочков из слоя тестообразной массы согласно предлагаемому изобретению.
На фиг.2 режущий валик, проиллюстрированный на фиг.1, изображен в аксонометрии с вырезом вдоль центральной продольной оси его основания.
На фиг.3 в увеличенном масштабе показан фрагмент корпусообразующей стенки основания режущего валика, изображенного на фиг.2.
На фиг.4 в увеличенном по сравнению с фиг.1 масштабе изображена в аксонометрии часть режущего валика, на которую приходится разгрузочное отверстие для отходов тестообразной массы из внутреннего пространства режущего валика.
На фиг.5 в продольном разрезе изображен режущий валик согласно другому варианту осуществления предлагаемого изобретения, при этом опущены приводные двигатели как транспортирующего механизма, так и режущего валика.
На фиг.6 показан фрагмент корпусообразующей стенки основания режущего валика, изображенного на фиг.5, аналогично фиг.3.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Режущий валик 1 используется для вырезания кусочков из слоя теста. Режущий валик, иллюстрируемый на фиг.1-фиг.4, используется для вырезания заготовок из теста для претцелей. В этом случае полое цилиндрическое основание 2 режущего валика 1 прокатывается по слою только что раскатанного теста (не показано). В рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения это полое цилиндрическое основание 2 выполнено из стали и снабжено покрытием, нанесенным путем химического никелирования. В корпусообразующей стенке 3 цилиндрического основания 2, которое показано на фиг.2 и, в увеличенном масштабе, на фиг.3, выполнены отверстия 4, контур которых соответствует контуру вырезаемых кусочков тестообразной массы.
В случае, когда режущий валик 1 предназначен для вырезания заготовок из теста для претцелей, контур отверстий 4 соответствует контуру отверстий в претцелях.
На наружной стороне цилиндрического основания 2 зафиксированы режущие элементы 5, а именно, они прикреплены к корпусообразующей стенке 3 цилиндрического основания 2 с помощью винтовых соединений. Упомянутые режущие элементы 5 выполнены из пластмассы. В рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения режущие элементы 5 выполнены из полиоксиметилена. Режущие элементы 5 выполнены в форме, соответствующей форме кусочков тестообразной массы, подлежащих вырезанию, иначе говоря, эта форма соответствует наружной форме претцелей. С отверстиями 4, выполненными в корпусообразующей стенке 3, во всех случаях ассоциированы и отцентрированы режущие отверстия 6, выполненные в режущих элементах 5. В соответствии с количеством отверстий в претцеле, каждый режущий элемент 5 имеет три режущих отверстия 6. Выполненные в режущих элементах 5 режущие отверстия 6 имеют, как можно видеть из сравнения режущих отверстий 6, показанных на фиг.3, с отверстиями 4, выполненными в корпусообразующей стенке 3, меньшую внутреннюю ширину, чем соответствующие им отверстия 4, выполненные в корпусообразующей стенке 3 цилиндрического основания 2.
В альтернативном варианте режущие элементы 5 могут быть приспособлены не для претцелей, а, например, для получения колец или букв алфавита, и тогда с помощью режущего валика 1 будут вырезаться соответствующие заготовки из теста в виде колец или букв алфавита.
На фиг.3 показан фрагмент режущего валика 1 в процессе работы, при этом режущим элементом 5, показанным в разрезе в левой части этого чертежа, вырезано пять кусочков 7 отходов тестообразной массы, для чего было необходимо, чтобы режущий валик 1 сделал пять оборотов вокруг своей центральной продольной оси 8. Что касается режущего элемента 5, который показан в разрезе в правой части чертежа фиг.3, то им вырезано четыре кусочка 7 отходов тестообразной массы, для чего требуется четыре оборота режущего валика 1 вокруг его центральной продольной оси 8. Высота каждого режущего элемента 5 над корпусообразующей стенкой 3, обозначенная буквой "Н", кратна толщине слоя перерабатываемой тестообразной массы. Такое заключение можно сделать из фиг.3, где можно сравнить высоту Н режущего элемента 5 с обозначенной буквой "S" толщиной кусочка 7 отходов тестообразной массы.
Для выгрузки кусочков 7 отходов тестообразной массы, иначе говоря, отходов тестообразной массы, вырезанных из перерабатываемого слоя, из внутреннего пространства 9 цилиндрического основания 2 через выгрузное отверстие 10 (см. фиг.4) на фронтальном конце 11 цилиндрического основания 2 наружу, используется выгружное устройство 12. Последнее снабжено транспортирующим механизмом 13, выполненным с возможностью перемещения вырезанных кусочков 7 отходов тестообразной массы из внутреннего пространства 9 цилиндрического основания 2 в направлении выгрузного отверстия 10. Транспортирующий механизм 13 выполнен в виде шнекового транспортера, ось вращения которого совпадает с центральной продольной осью 8 цилиндрического основания 2 режущего валика 1. Шнековый транспортер 13 выполнен из стали. Между внешней периферийной стенкой 14 шнекового транспортера 13 и внутренней поверхностью 15 цилиндрического основания 2 поддерживается зазор определенной величины, которая в варианте осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемого на фиг.1, составляет 1 мм. В общем случае величина зазора между внешней периферийной стенкой 14 шнекового транспортера 13 и внутренней поверхностью 15 цилиндрического основания 2 может находиться в диапазоне от 0,1 мм до 5 мм, предпочтительно - от 0,5 мм до 2 мм.
Принадлежностью выгружного устройства 12 является также приводной механизм 16, который выполнен в виде электрического двигателя и с помощью которого осуществляется привод транспортирующего механизма 13. Упомянутый приводной механизм 16 нежесткой связью соединен с центральным валом 17 шнекового транспортера 13. Приводной механизм 16 через посредство чашеобразного капота 18 прикреплен к станине 19 режущего валика со стороны выгрузки. С этой целью упомянутый чашеобразный капот 18 с одной стороны с помощью винтовых соединений прикреплен к приводному механизму 16, а с другой стороны - через посредство фланца 20 - к упомянутой станине 19.
Упомянутый центральный вал 17 шнекового транспортера зафиксирован в передней насадке 20а цилиндрического основания 2 режущего валика на противоположном от приводного механизма 16 конце. Упомянутая насадка 20а создает переднюю оконечность на стороне внутреннего пространства 9 цилиндрического основания 2, противоположной стороне выгрузки отходов тестообразной массы. Заодно с насадкой 20а выполнен шпенек 21 режущего валика 1. Упомянутый шпенек 21 установлен в станине 22. Станины 19, 22 являются также подшипниковыми опорами. Станины 19, 22 снабжены вертикальными направляющими планками 22а. С помощью этих направляющих планок 22а обеспечивается придание режущему валику 1 определенного положения относительно рамы системы переработки тестообразной массы. На стороне, противоположной передней насадке 20а шпенька 21, с поводковым пальцем без возможности поворота соединен конец 23. Последний выполнен с возможностью приведения его в движение посредством приводного механизма 24, с помощью которого обеспечивается приведение во вращение цилиндрического основания 2 вокруг его центральной продольной оси 8 при работе режущего валика 1.
Каждый из приводных механизмов 16, 24 снабжен преобразователем частоты.
Цилиндрическое основание 2 режущего валика установлено в станине 19 на подшипнике.
Режущий валик 1 представляет собой часть системы переработки тестообразной массы, которая как таковая не показана. Режущий валик 1 подвешен через ушки 25, которые жестко присоединены к станинам 19, 22, к соответствующим частям рамы системы переработки тестообразной массы. Режущий валик, подвешенный на ушках 25, может быть легко снят и, при необходимости, заменен другим режущим валиком, например, приспособленным для вырезания кусочков тестообразной массы другой формы.
Согласно варианту осуществления предлагаемого изобретения, проиллюстрированному на фиг.1, отношение d/A, где d - это толщина цилиндрической стенки цилиндрического основания 2, а A - наружный диаметр цилиндрического основания 2, равно 0,027, иначе говоря, оно меньше 0,3.
В процессе работы системы переработки тестообразной массы режущий валик 1 прокатывается по также синхронно перемещаемому слою тестообразной массы, имеющему форму раскатанной полосы теста. При этом обеспечивается проникновение режущих элементов 5 в слой тестообразной массы и вырезание из нее кусочков желаемой формы с целью получения заготовок теста, в рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения - заготовок теста для претцелей. Упомянутое синхронное совместное перемещение полосы теста и режущего валика 1 происходит таким образом, что при прокатывании режущего валика сохраняется разница скоростей внешней периферии режущего валика 1 и полосы теста. При этом режущий валик может вращаться несколько быстрее или несколько медленнее, чем это нужно для совпадения скоростей внешней периферии режущего валика 1 и полосы теста. Благодаря такому решению обеспечивается по меньшей мере частичное подрубание и принудительное введение кусочков тестообразной массы в режущие отверстия 6 при взаимодействии последних с тестяной полосой, в результате чего обеспечивается закрепление только что вырезанного кусочка 7 в режущем отверстии 6.
В процессе работы режущего валика кусочки 7 отходов тестообразной массы проникают в режущие отверстия 6 режущих элементов 5. С каждым оборотом режущего валика 1 в режущих отверстиях 6 режущих элементов 5 добавляется еще один слой кусочков 7 отходов тестообразной массы. Это имеет место до тех пор, пока самые внутренние, т.е. самые близкие к центральной продольной оси 8 кусочки 7 отходов тестообразной массы не пройдут сквозь режущие отверстия 6 по всей их высоте. После этого эти самые внутренние кусочки 7 отходов тестообразной массы проникают в отверстия 4, которые ассоциированы с режущими отверстиями 6, в корпусообразующей стенке 3 цилиндрического основания 2. Внутренняя ширина отверстий 4 больше внутренней ширины режущих отверстий 6, с которыми они ассоциированы, поэтому упомянутые самые внутренние кусочки 7 отходов тестообразной массы под действием земного тяготения падают через отверстия 4 во внутреннее пространство 9 цилиндрического основания 2. Затем кусочки 7 отходов тестообразной массы подхватываются шнековым транспортером 13, который выполнен с возможностью вращения от приводного механизма 16, и транспортируются в направлении выгрузного отверстия 10. Когда кусочки 7 отходов тестообразной массы достигают выгрузного отверстия 10, они под действием земного тяготения падают в заранее приготовленную накопительную корзину (не показана) или конвейерную ленту (не показана), посредством которой кусочки 7 отходов тестообразной массы подаются на дальнейшую утилизацию, в частности, для приготовления теста, которое затем снова раскатывается.
Приводной механизм 16 представляет собой источник привода, независимый от приводного механизма 24 режущего валика, от которого получает привод цилиндрическое основание 2. Поэтому скорость транспортирования, обеспечиваемая шнековым транспортером 13, может задаваться независимо от скорости прокатывания режущего валика 1. Оптимальная скорость вращения шнекового транспортера 13, транспортирующего кусочки 7 отходов тестообразной массы, с одной стороны, зависит от скорости прокатывания режущего валика 1, но с другой стороны, она зависит также от других параметров, а именно, например, от отношения d/A, от материалов, из которых выполнены корпусообразующая стенка 3 и шнековый транспортер 13, а также от зазора между внешней периферийной стенкой 14 шнекового транспортера 13 и внутренней поверхностью 15 цилиндрического основания 2. Обеспечиваемая шнековым транспортером 13 скорость транспортирования кусочков 7 отходов тестообразной массы может быть соответствующим образом точно отрегулирована с помощью приводного механизма 16, который является независимым от приводного механизма 24 режущего валика.
По окончании работы режущего валика кусочки 7 отходов тестообразной массы, которые остались внутри режущих элементов 5, могут быть удалены с помощью сжатого воздуха.
Далее со ссылками на фиг.5 и фиг.6 описывается режущий валик 1 согласно альтернативному варианту осуществления предлагаемого изобретения, который также может быть использован в системе переработки тестообразной массы. Компоненты, аналогичные тем, которые имеются в режущем валике, описанном со ссылками на фиг.1-фиг.4, имеют одинаковые с ними ссылочные обозначения и не будут подробно описываться.
В отличие от варианта осуществления предлагаемого изобретения, проиллюстрированного на фиг.1-фиг.4, в варианте осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемом на фиг.5 и фиг.6, отверстия 4 в корпусообразующей стенке 3 цилиндрического основания 2 выполнены не как трехсекционные отверстия, разделенные перегородками, а как единые отверстия, но в обоих случаях с аппроксимацией внешнего контура претцеля. Согласно варианту осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемому на фиг.5 и фиг.6, внутренняя ширина отверстий 4, как и согласно варианту осуществления предлагаемого изобретения, проиллюстрированному на фиг.1-фиг.4, больше, чем внутренняя ширина режущих отверстий 6 в режущих элементах 5, что можно видеть на фиг.6 (в разрезе в нижней части чертежа).
Согласно варианту осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемому на фиг.5 и фиг.6, цилиндрическое основание 2 выполнено в виде тонкостенного полого цилиндра. Отношение d/A, где d - это толщина цилиндрической стенки цилиндрического основания 2, а A - наружный диаметр этого цилиндрического основания 2, равно 0,06, иначе говоря, оно меньше 0,1.
В процессе работы системы переработки тестообразной массы с использованием режущего валика 1, изображенного на фиг.5 и фиг.6, кусочки 7 отходов тестообразной массы, с каждым оборотом снабженного режущими элементами 5 цилиндрического основания 2, прокатывающегося по полосе теста, накапливающиеся слой за слоем в режущих отверстиях 6 и являющихся их продолжением отверстиях 4 в цилиндрическом основании 2, удаляются с помощью шнекового транспортера 13, установленного во внутреннем пространстве 9 цилиндрического основания 2. Это предпочтительно имеет место, когда стопка кусочков 7 отходов тестообразной массы в направлении вовне от цилиндрического основания 2 упирается в основание, на котором располагается полоса теста, иначе говоря, кусочки 7 отходов тестообразной массы не могут перемещаться в направлении вовне.
Согласно варианту осуществления предлагаемого изобретения, иллюстрируемому на фиг.5 и фиг.6, т.е. при отсутствии перегородок в отверстиях 4, выполненных в корпусообразующей стенке 3 цилиндрического основания 2 режущего валика, и благодаря увеличенной внутренней ширине этих отверстий 4 по сравнению с внутренней шириной режущих отверстий 6, обеспечивается такое положение, когда кусочки 7 отходов тестообразной массы на своем пути к внутреннему пространству 9 цилиндрического основания 2 режущего валика могут до определенной степени свободно расширяться. Благодаря такому решению, с одной стороны, обеспечивается непрерывное транспортирование кусочков 7 отходов тестообразной массы снаружи внутрь, а с другой стороны, предотвращается нежелательное обратное перемещение кусочков 7 отходов тестообразной массы изнутри наружу.