Дозатор для пищевых сред

Предполагаемая полезная модель относится к пищевой промышленности и может быть использована при дозировании неньютоновских пищевых сред таких, например, как тесто, различные виды фаршей, а также пюре из фруктов и овощей.
Известно устройство для деления теста на куски по объемному принципу (Авторское свидетельство СССР №194687, МПК А21С 5/04, дата приоритета 26.06.1964 г., опубликовано 03.11.1969 г. ), содержащее нагнетательную камеру, делительную головку, приспособление для стабилизации давления и привод. Это устройство обеспечивает повышенную точность дозирования за счет поддержания постоянства давления в нагнетательной камере, однако сложно в кинематическом отношении и имеет достаточно высокую энергоемкость.
Известна тестоделительная машина (Авторское свидетельство СССР №234969, МПК А21С 5/04, дата приоритета 29.05.1967 г., опубликовано 16.01.1969 г.), содержащая приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой. Такое устройство позволяет повысить точность дозирования, поскольку приспособление для поддержания постоянного давления встроено в нагнетательную камеру непосредственно перед делительной головкой и выполнено в виде сообщающегося с камерой цилиндра с подпружиненным поршнем. Вместе с тем, пищевая среда, заполнив полость цилиндра при повышении давления, с очень большими сложностями попадает назад в полость нагнетательной камеры при наборе очередной дозы из-за наличия застойных зон при сопряжении цилиндра с камерой. Кроме того, преодолевая эти застойные зоны, пищевые среды испытывают воздействие повышенных касательных напряжений, что неблагоприятно сказывается на их структурно-механических характеристиках, приводя к выдавливанию жидкой фракции или нарушению связи между отдельными слоями.
Наиболее близким по технической сущности и получаемому техническому эффекту является дозатор для пищевых сред (Патент РФ №2292717, МПК А21С 5/04, дата приоритета 26.09.2005 г., опубликовано 10.02.2007 г.), содержащий приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку с блоком управления привода, и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой, выполненное в виде сообщающегося с нагнетательной камерой плоского щелевого кармана, ограниченного цилиндрической и плоской поверхностями с установленной в нем пластинчатой пружиной, с возможностью ее перемещения. Известный дозатор решает часть проблем за счет выполнения в нем приспособления для поддержания постоянного давления в виде плоского щелевого кармана, внутри которого под действием избыточного давления перемещается пластинчатая пружина. Пищевая среда изгибает ее, заставляя перемещаться свободный конец по дуге окружности до упора в ограничивающую плоскую поверхность. При возвращении пищевой среды в нагнетательную камеру обеспечивается щадящее воздействие на нее действием этой же пружины, закрепленной со стороны делительной головки, что исключает появление «застойных» зон. Вместе с тем, использование устройства весьма проблематично для нескольких неньютоновских сред с различными реологическими характеристиками. Отличие в них предельного напряжения сдвига в 10-15 раз затрудняет выбор материала пластинчатой пружины. Ошибка в выборе модуля упругости материала пластинчатой пружины на 5-8% может привести к погрешности отмеривания необходимой дозы по объему в 15-20%.
Решается задача преодоления указанных негативных эффектов благодаря возможности с помощью концевого микровыключателя, электрически соединенного с блоком управления привода делительной головки, регулировать объем кармана не более допускаемой погрешности дозирования конкретной пищевой среды, что позволяет обеспечить необходимую точность дозирования.
Сущность заключается в том, что дозатор для пищевых сред содержит приемный бункер, нагнетательную камеру, делительную головку с блоком управления привода, и приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой, выполненное в виде сообщающегося с нагнетательной камерой плоского щелевого кармана, ограниченного цилиндрической и плоской поверхностями с установленной в нем пластинчатой пружиной, с возможностью ее перемещения, а на цилиндрической поверхности щелевого кармана выполнены отверстия с возможностью установки в них концевого микровыключателя, электрически соединенного с блоком управления привода делительной головки.
В указанном дозаторе пищевая среда изгибает пластинчатую пружину, заставляя перемещаться свободный конец по дуге окружности до упора в микровыключатель, установленный в отверстие, выполненное в ограничивающей камеру цилиндрическую поверхность. Контакт с микровыключателем включает блок управления привода делительной головки и тем самым обеспечивает отмеривание дозы с минимальной погрешностью. Отверстие, в которое устанавливается микровыключатель, выбирается из условия увеличения объема кармана не более допускаемой погрешности дозирования конкретной пищевой среды. При возвращении пищевой среды в нагнетательную камеру обеспечивается щадящее воздействие на нее действием этой же пружины, закрепленной со стороны делительной головки, что исключает появление «застойных» зон и нарушение структурно-механических свойств самого дозируемого продукта.
Общая схема предложенного дозатора для пищевых сред представлена на фигуре.
Дозатор для пищевых сред содержит приемный бункер 1, нагнетательную камеру 2 с размещенным в ней шнеком 3, приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере, встроенное непосредственно перед делительной головкой 4 и привод шнека 5. Приспособление для поддержания постоянного давления в нагнетательной камере выполнено в виде сообщающегося с нагнетательной камерой плоского щелевого кармана, ограниченного с одной стороны цилиндрической поверхностью 6 с установленной в кармане пластинчатой пружиной 7, с возможностью ее перемещения. В ограничивающей карман цилиндрической поверхности 6 выполнены отверстия 8 вплоть до плоской поверхности 9, ограничивающей карман с другой стороны. Отверстия 8 выполнены с возможностью установки в них концевого микровыключателя, электрически соединенного с блоком управления привода 10 делительной головки 4.
Работает дозатор для пищевых сред следующим образом.
При делении теста повышенной влажности, с невысоким показателем предельного напряжения сдвига, микровыключатель устанавливается в одно из первых (по ходу движения теста) отверстий 8, выполненных в цилиндрической поверхности 6. Шнековый нагнетатель непрерывно подает пищевую среду к делительной головке 4, которая периодически замыкает нагнетательную камеру 2. Возникающее при этом повышенное давление пищевой среды снижается благодаря тому, что пластинчатая пружина 7, деформируясь, перемещается по траектории ограниченной цилиндрической поверхностью 6 с выполненными в ней отверстиями 8, до контакта с микровыключателем. При упоре пластины 7 в микровыключатель, установленный в одно из отверстий 8, выбранное в соответствии с реологическими характеристиками дозируемой пищевой среды, за счет электрического контакта с ее приводом 10 запускается делительная головка 4. При снижении давления в нагнетательной камере 2 пластинчатая пружина 7 выталкивает пищевой продукт в нагнетательную камеру 2, чем поддерживает в ней постоянное давление. При полностью загруженном бункере 1 колебания пластинчатой пружины 7 будут максимальными. По мере расхода пищевой среды колебания пружины 7 будут уменьшаться. При необходимости дозирования теста с более высоким показателем предельного напряжения сдвига (например, меньшей влажности или другого сорта муки) микровыключатель устанавливают в отверстие более удаленное от начала щелевого кармана. В этом случае предельное давление в нагнетательном канале, определяемое положением микровыключателя, устанавливается более высоким, что позволяет менее текучему тесту заполнять весь приемный бункер 1 без застойных зон. Выгрузка теста после замыкания микровыключателя осуществляется, как и ранее, после включения привода делительной головки 4. Блок управления 10 привода делительной головки по мере поступления на него сигнала от микровыключателя обеспечивает своевременное снижение давления в нагнетательной камере.
Отсутствие «застойных» зон и щадящее воздействие на пищевую среду позволяют обеспечить необходимую точность дозирования, исключая нежелательные изменения структурно-механических свойств дозируемого материала.