УСТРОЙСТВО ТЕСТОРАСКАТКИ СТАНКА БАРАБАННОГО ТИПА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕЛЬМЕНЕЙ

Принятые понятия.
Под «глубиной» петли (речь идет о незамкнутой «С»-образной петле) понимается наибольшее расстояние от отрезка, соединяющего зазоры между валиками пар, до тестовой заготовки в ее крайнем провисшем состоянии.
Датчик крайнего нижнего положения петли тестовой заготовки (название условное) -датчик конкретного положения, срабатывающий в тот момент, когда левая поверхность тестовой заготовки (в случае наличия в ее скорости составляющей, направленной слева направо) или когда правая поверхность тестовой заготовки (в случае наличия в ее скорости составляющей, направленной справа налево), расположенные на определенном (соответствующем положению датчика) уровне по вертикали, оказывается в заданной точке пространства (например в точке, на которую сфокусированы излучатель и приемник датчика).
Датчик крайнего верхнего положения петли тестовой заготовки - датчик конкретного положения, срабатывающий в тот момент, когда правая поверхность тестовой заготовки (в случае наличия в ее скорости составляющей, направленной слева направо) или когда левая поверхность тестовой заготовки (в случае наличия в ее скорости составляющей, направленной справа налево), расположенные на определенном уровне по вертикали, оказывается в заданной точке пространства.
Настоящая полезная модель (далее ПМ) предназначена для использования при изготовлении станков барабанного типа для производства таких изделий как пельмени, вареники и проч., представляющих собой тестовую оболочку, в которой заключена начинка (в материалах патента такие изделия названы пельменями).
Известна тестораскатка (RU 2552075), включающая группу, состоящую из двух пар валиков, нижняя из которых, предназначенная для раскатки теста в тестовую заготовку, на виде спереди смещена по горизонтали влево относительно верхней, предназначенной для раскатки тестовой заготовки в тестовую ленту, при том что валики пар вращаются навстречу друг другу, тогда как валики пар установлены с различными зазорами между их рабочими цилиндрическими поверхностями, при этом в том числе, за счет разнесения пар валиков по вертикали между парами выделена зона для свободного провисания тестовой заготовки с образованием петли с «глубиной» до 0,8Н, где Н - расстояние по вертикали от оси валика нижней пары (любой группы) до оси валика верхней.
Такая тестораскатка выбрана в качестве прототипа.
Недостаток прототипа - конструктивная сложность и низкая надежность.
Прототип предполагает использование формователя, который предназначен для калибровки тестовой заготовки - придания последней постоянной формы поперечного сечения.
Как следует из уровня техники, указанного в описании прототипа - RU 2004127599, формователь представляет собой довольно сложное устройство, состоящее из множества ступенчатых валков, использование которого в станках барабанного типа для производства пельменей невозможно.
Помимо этого прототип предполагает проведение измерения величины провисания тестовой заготовки и последующее увеличение или уменьшение скорости вращения верхней пары валиков при обязательном придании ленте наклонного положения.
Кроме того, как следует из описания прототипа, при его реализации осуществляют выбор скоростей вращения каждой пары валиков в процессе раскатки теса для регулирования величины провисания.
Это предполагает управление в процессе раскатки теста приводами обеих пар валиков, что делает практически невозможным применение такой тестораскатки в станках барабанного типа, поскольку в последних скорость вращения валиков нижней пары должна быть постоянной и согласованной с постоянной скоростью вращения барабанов.
Изменение скорости вращения нижней пары валиков повлечет за собой необходимость изменения скорости вращения барабанов станка, валиков тестораскатки второго барабана, винта фаршенасоса. Все это чрезвычайно сложно выполнить согласованно.
Задача создания ПМ - адаптация прототипа к станкам барабанного типа для производства пельменей - обеспечение работоспособности тестораскатки в станке барабанного типа для производства пельменей со свободно провисающей тестовой заготовкой, имеющей динамично изменяющуюся (псевдостационарную) форму поперечного сечения (постоянно непредсказуемо изменяющиеся толщину и ширину), без осуществления измерения величины провисания, при постоянной скорости вращения валиков нижней пары.
Технический результат, достигаемый при использовании ПМ - минимизация воздействия на тесто при изготовлении тестовых лент, приемлемых для использования в станках барабанного типа для производства пельменей.
Достигается заявленный результат тем, что в тестораскатку, характеризующуюся представленными выше признаками, введены следующие главные отличительные признаки: дополнительно тестораскатка включает еще одну предназначенную для получения второй тестовой ленты вторую группу пар валиков, симметричную группе, упомянутой первой, на виде на устройство спереди относительно вертикали, проходящей слева от первой группы, со своей зоной для аналогичного провисания тестовой заготовки, при этом в упомянутых зонах установлены бесконтактные датчики (по одному в каждой группе) крайнего верхнего положения петель тестовых заготовок, которые связаны с блоками управления независимыми приводами верхних пар валиков, тогда как приводы нижних пар валиков выполнены с возможностью обеспечения одинаковой скорости вращения последних, в то время как длина рабочих поверхностей валиков нижних пар больше таковой валиков верхних пар.
Примечание. Верхние и нижние пары валиков групп установлены на одном уровне по вертикали.
ПМ характеризуется также рядом частных отличительных признаков:
- датчики установлены ближе к верхним парам валиков (каждый к своей);
- датчики расположены: первой группы пар валиков - слева от вертикальной линии, проходящей через зазор верхней пары валиков, а второй - справа;
- тестораскатка включает датчики крайнего нижнего положения петель тестовых заготовок, которые также связаны с блоками управления приводами верхних пар валиков;
- датчики крайнего нижнего положения расположены: первой группы пар валиков - справа от вертикальной линии, проходящей через зазор верхней пары валиков, а второй - слева;
- используются оптические датчики;
- используются датчики с системой фокусировки.
Тестораскатка, соответствующая ПМ, может быть реализована следующим образом.
Она должна включать две симметричные относительно вертикали, расположенной посредине (между группами), группы пар валиков, предназначенных для получения двух тестовых лент.
Верхние пары валиков групп, должны быть смещены относительно нижних: левой - влево, а правой - вправо.
Валики пар должны вращаться навстречу друг другу, а зазоры между рабочими цилиндрическими поверхностями валиков верхних и нижних пар должны быть различны (у нижних зазоры должны быть меньше, в то время как длина рабочих поверхностей валиков нижних пар должны быть больше таковой валиков верхних пар на 2-30 мм).
Ввиду переменной ширины тестовой ленты (которая получается таковой в т.ч. в связи с переменной шириной и толщиной тестовой заготовки) тестораскатка должна подавать тестовую ленту с заведомым перекрытием рабочей цилиндрической поверхности барабана. При этом должно выполняться условие:
0
1
2
3
4
5
2
3
4
5
А=А+A⋅В+А⋅В+А⋅В+А⋅В+А⋅В±15,
где А - длина рабочих цилиндрических поверхностей валиков нижних пар (на практике выполняется условие 110≤А≤200),
0-5
4
2
1
-1
-1
-2
-4
-3
-7
-4
А - эмпирически подобранные коэффициенты, равные, соответственно: -2,005673⋅10 [мм]; 9,123619⋅10; -1,618402⋅10 [мм]; 1,406448⋅10 [мм]; -5,986556⋅10 [мм]; 9,997105⋅10 [мм], ±15 - допуск в мм,
В - длина рабочей цилиндрической поверхности барабанов (65≤В≤190).
В то же время, в том числе, за счет разнесения пар валиков по вертикали, между парами валиков групп должны быть выделены зоны для свободного провисания тестовых заготовок с образованием петли «глубиной» до 0,8Н (от 0,1), где Н - расстояние по вертикали от оси валика нижней пары до оси валика верхней, равное, например, 300 мм.
Для традиционного пельменного теста предпочтительна меньшая глубина петли (до 0,1Н-0,2Н), поскольку предпочтительно, чтобы тестовые заготовки попадали в зазор между нижними парами валиков под некоторым углом.
Для мягкого теста предпочтительно, чтобы глубина петли составляла примерно 0,3 (Н-r), где r - средний радиус валиков (в этом случае предполагается, что тесто ложится на рабочую цилиндрическую поверхность правого валика нижней пары правой группы и левого - левой).
Вообще, глубина петли, равная 0,8Н - это экзотический случай.
В процессе работы тестораскатки допускается выпрямление тестовых заготовок, но это крайне нежелательно.
Пары валиков может объединять общий корпус, смонтированный на станине станка.
Общий корпус может объединять валики верхних пар - каждой группы свой корпус.
Все валики нижних пар могут быть смонтированы в одном корпусе.
В качестве корпуса могут выступать пластины, установленные с торцов валиков.
Валики (а также валы их приводов) могут быть посажены в подшипники таких пластин.
Валики могут крепиться на валы, посаженные в подшипники непосредственно на станине.
Верхние пары должны иметь независимые приводы, управляемые каждый своим блоком управления.
Нижние пары валиков могут иметь общий привод.
В зонах провисания тестовых заготовок ближе к нижним парам валиков должны быть установлены бесконтактные датчики крайнего верхнего положения петель тестовых заготовок, которые должны быть связаны с блоками управления приводами верхних пар валиков.
Пары валиков групп могут быть смещены по вертикали и горизонтали таким образом, чтобы для всех рабочих положений тестовых заготовок была обеспечена возможность свободного провисания (условием которого является вертикальное положение фрагмента тестовой заготовки длиной более 2 см на выходе из-под верхней пары валиков).
Датчики крайнего нижнего положения могут быть расположены: левой группы - справа от вертикальной линии, проходящей через зазор верхней пары валиков, а правой - слева.
Группы могут дополнительно включать датчики крайнего нижнего положения петель тестовых заготовок, которые должны быть связаны с блоком управления приводом верхней пары валиков.
Датчики крайнего верхнего положения могут быть расположены: левой группы - слева от вертикальной линии, проходящей через зазор верхней пары валиков, а правой - справа.
Могут использоваться оптические датчик (в частности, активные - с подсветкой, например, ИК, а также с оптической системой фокусировки на входе и выходе - для повышения помехозащищенности).
Диаметр валиков верхней пары может быть меньше диаметра валиков нижней пары.
Работает ПМ следующим образом.
Сверху на верхние пары валиков групп подают тесто. Тесто могут подавать в виде полос.
Валики верхних пар раскатывают его, в результате чего получается две тестовые заготовки.
Тестовая заготовка левой группы в своей скорости имеет составляющую, направленную слева направо, а правой - справа налево.
В процессе запуска станка тестовые заготовки вручную направляют в зазоры нижних пар валиков.
Нижние пары валиков раскатывают заготовки в тестовые ленты, которые направляются к барабанам и увлекается ими.
В другом варианте исполнения станка после тестораскатки тестовые ленты подаются на ролики, с которых они направляются к барабанам.
Скорость вращения нижних пар валиков поддерживают постоянной. Линейная скорость рабочих цилиндрических поверхностей валиков таких пар должна быть равна линейной скорости рабочих поверхностей барабанов (или должна быть несколько меньше).
Ввиду того, что представленная тестораскатка не позволяет получить постоянные толщину и ширину тестовых заготовок и лент, расход теста на барабанах и расход теста на верхних парах валиков постоянно меняются - верхние пары валиков то перепроизводят, то недопроизводят тестовые заготовки.
Петля тестовых заготовок то поднимается, то опускается.
При этом есть диапазон оптимальных углов входа тестовых заготовок в зазор между валиками нижних пар, при котором обеспечивается минимальная нагрузка на тесто со стороны таких валиков.
Под углом входа понимается угол между касательной к тестовой заготовке непосредственно перед зазором и перпендикуляром к плоскости, в которой лежат оси валиков (на виде спереди).
В этом случае пары валиков групп не следует сильно разносить по горизонтали (такое разнесение должно быть в разы меньше разнесения пар по вертикали).
Помимо этого недопустимо чрезмерное натяжение теста между парами валиков.
В этой связи требуется поддерживать положение заготовок в зонах провисания в соответствующих пределах.
При недопроизводстве тестовых заготовок их петли поднимаются вверх.
Если на время ускорить валики верхних пар, то петли тестовых заготовок начнут опускаться, пока валики верхних пар снова не начнут вращаться с прежней скоростью.
Для этого и служат датчики крайнего верхнего положения.
Когда тестовые заготовки приближаются к ним на заданное расстояние, датчики срабатывают, и связанные с ними блоки управления приводами валиков верхних пар на время (например, на пару секунд) увеличивают их скорость (например, просто включают приводы).
В случае дополнительного использования датчиков крайнего нижнего положения тестовых заготовок блоки управления выключат приводы валиков верхних пар или снизят их скорость после срабатывания этого датчика, а не через заданный интервал времени (после срабатывания датчиков крайнего верхнего положения).
Датчики и приводы групп работают независимо.
Между тестовыми лентами из патрубка подают начинку.
Патрубок располагают как можно ближе к тестовым лентам для того, чтобы минимизировать загрязнение начинкой отходов тестовых лент, отсекаемых краями рабочих цилиндрических поверхностей барабанов в зоне их максимального сближения.
Проблема заключается в том, что при множественных воздействиях на тесто в последнем возникают напряжения, которые проявляют себя на периферии рабочих цилиндрических поверхностей барабанов - там, где тестовые ленты выходят за такие поверхности.
Будучи эластичными, тестовые ленты провисают (в тех местах, где они не опираются на рабочие цилиндрические поверхности барабанов), вблизи же с местами отсекания отходов тестовые ленты начинают изгибаться, а имеющиеся напряжения делают изгиб непредсказуемым.
Именно поэтому требуется минимально достаточное воздействие на тесто со стороны тестораскатки.
Этого и позволяет добиться ПМ, предполагающая, в частности, использование бесконтактных датчиков, не оказывающих никакого воздействия на тестовые заготовки (очевидно, что освещение теста никак на него не влияет).
Длина рабочих цилиндрических поверхностей нижних пар валиков групп должна быть заметно больше ширины тестовой заготовки - в противном случае на периферии рабочих цилиндрических поверхностей в связи с непредсказуемостью ширины тестовой заготовки на тесто будет оказываться избыточное давление, тесто будет нагреваться, геометрия краев тестовой ленты будет постоянно сильно меняться, тестораскатка окажется неработоспособной.
Относительное увеличение длины рабочих поверхностей валиков нижних пар позволяет в меньшей степени увеличивать их скорость по сравнению со средней скоростью валиков верхних пар, что также обеспечивает минимизацию воздействия на тесто (в частности, ввиду снижения вибраций).
Постоянство скорости вращения валиков нижних пар позволяет исключить перенатяжение тестовых лент благодаря согласованности работы таких пар и барабанов.