КОМПАКТНЫЙ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЛИНОВ С ДВУХСТОРОННЕЙ ОБЖАРКОЙ
COMPACT HIGH-EFFICIENCY MACHINE FOR MAKING PANCAKES WITH DOUBLE-SIDED ROASTING

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при крупно- и мелкосерийном изготовлении блинов.
Блин - преимущественно плоское, гибкое (которое легко сложить и разделить на части), тонкостенное - от 0,5 (на периферии или в центральной части) до 16 мм изделие из Теста, получаемое жаркой (традиционно называемой выпеканием) на Плите; в представленных материалах под Блинами понимаются также и оладьи, отличающиеся от Блинов меньшим продольным размером (у первых он составляет 100-350 мм и более, тогда как у вторых он меньше 100 мм), большей толщиной (у первых - 0,5-6 мм, тогда как у вторых - 6-20 мм) и меньшей гибкостью (отсутствием возможности складывания с образованием конверта, внутренняя полость которого предназначена для размещения начинки); Блин имеет две протяженные в двух направлениях поверхности, которыми в случае двухсторонней жарки (в настоящих материалах имеется в виду жарка с переворачиванием Блина) он последовательно выкладывается на Плиту.
Выкладыватель - устройство для выкладки Теста на Плиту, включает как минимум один дозатор, например перистальтический насос, как минимум два выходных патрубка и систему распределения (раскладки) Теста на Плите типа профилированного сопла, душа или лопатки (набора лопаток).
Переворачиватель - устройство для забора Блина с Плиты, переворачивания Блина и размещения на этой же или на другой Плите с обеспечением смены стороны его жарки; существуют Переворачиватели, не требующие забора Блина с Плиты, но здесь они не рассматриваются.
Плита - круглая, квадратная и проч. (предпочтительно соответствующая форме изготавливаемого изделия) массивная (от 0,5 до 3 и более кг) деталь с предназначенной для выкладки Теста плоской рабочей жарочной поверхностью, подогреваемой электрическим или газовым нагревателем непосредственно или посредством теплоносителя до температуры от 180 до 450°С; рабочая поверхность Плиты может подвергаться полировке.
Секция - часть жарочного стола, Плиты которого одновременно обслуживаются Выкладывателем или Переворачивателем, или Съемщиком.
Станок - устройство для жарки Блинов, в обязательном порядке включающее бункер для Теста предпочтительно с ворошителем (чтобы исключить сепарацию компонентов Теста - отделение воды и/или масла), составной или цельный вращающийся с остановками жарочный стол под Плиты; набор отстоящих друг от друга на заданном расстоянии Плит, а также: Выкладыватель, Переворачиватель, Съемщик, каждый из которых состоит из схожих узлов (т.е. Выкладыватель состоит как минимум из пары схожих узлов и т.д.), предназначенных для одновременного обслуживания различных Плит (или, если речь идет о цельных жарочных столах, у которых подогревается вся внешняя поверхность, то ... для обслуживания различных участков жарочного стола) дополнительно разнообразные приводы, датчики, обеспечивающие своевременное (в основном одновременное) срабатывание указанных механизмов.
1
1
Съемщик - устройство для съема как минимум двух готовых Блинов с Плит Секции, например, посредством транспортеров-сталкивателей/сбрасывателей/перекладывателей (что в принципе одно и то же, хотя правильнее их назвать перекладывателями ( с Плиты на транспортер Съемщика), поскольку Блин требует бережного перекладывания, в отличие, например, от оладьей) и транспортировки Блина от Станка транспортером Съемщика, который может работать непрерывно.
Тесто - традиционное относительно жидкое блинное Тесто или Тесто для производства оладьей, включающее в свой состав жир животного или растительного происхождения, добавляемый в качестве технологического компонента, предупреждающего пригорание изготавливаемых изделий к Плите, а также, возможно, добавки растительного происхождения (частички ягод, овощей, грибов и проч.).
Принятые обозначения
D - диаметр окружности, описывающей жарочный стол на виде сверху;
d - диаметр рабочей поверхности Плиты;
Н - минимальное расстояние между ближайшими Плитами различных рядов;
h - минимальное расстояние от окружности, описывающей жарочный стол на виде сверху, до Плит;
k - число Секций жарочного стола (число групп Плит, последовательно обслуживаемых Выкладывателем или Переворачивателем, или Съемщиком);
m - число Плит в (на) Секции жарочного стола;
внеш
m - число Плит во внешнем ряду Секции жарочного стола;
внут
m - число Плит во внутреннем ряду Секции жарочного стола;
опт
m - оптимальное число Плит в Секции жарочного стола;
n - общее число Плит на жарочном столе;
Q - производительность Станка;
газ
Q - производительность Станка, в котором используется газовый нагреватель;
эл
Q - производительность Станка, в котором используется электрический нагреватель;
R - ресурс Станка;
S - площадь, резервируемая под Станок;
Т - время, за которое жарочный стол делает полный оборот;
ж
Т - условное минимальное время жарки Блина, которое должен обеспечивать Станок - интервал времени, за который станок проходит k-1 позицию (задается технологом пищевого производства, технологу предоставляется такая возможность станком; зависит от максимальной температуры, до которой могут быть нагреты Плиты и от минимальной толщины Блина, а в ряде случаев, и от состава Теста);
n
T - время поворота жарочного стола на одну позицию - время перехода жарочного стола из одной позиции в другую, соответствующее повороту мальтийского креста на один шаг;
с
2
2
Т - максимальное время обслуживания одной Секции самым медленным в обслуживании из механизмов, таких как Выкладыватель, Переворачиватель или сталкиватель/перекладыватель ( как правило, это время равно времени обслуживания одной Плиты Переворачивателем);
t - расстояние между ближайшими Плитами ряда;
U - суммарный вес Блинов, которые Станок может выпустить за время работы без капитального ремонта;
W - мощность, потребляемая нагревателем.
Область техники
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использована при крупно- и мелкосерийном изготовлении Блинов.
Уровень техники
Известно устройство для изготовления Блинов (RU 2023392), включающее бункер для Теста, жарочный стол, приводом которого является мальтийский механизм, нагреватель, Выкладыватель, Переворачиватель, Съемщик и дополнительные приводы указанных механизмов.
Особенностью такого устройства является использование для жарки Блинов верхней поверхности самого жарочного стола, который выполняют в виде сплошного диска, а его недостаток - повышенное энергопотребление - вытекает из необходимости, во-первых, нагрева всей такой поверхности и, во-вторых, высоких потерь тепла в результате его отвода по опорным элементам конструкции и проч.
В качестве еще одного недостатка прототипа (которого нет у ориентированной на срабатывание электрических датчиков ПМ) следует указать на сложность кинематической синхронизации работы упомянутых механизмов.
Помимо этого ориентация на цельный стол с внешней поверхностью, предназначенной для жарки блинов, существенно сокращает ресурс Станка, что связано с его температурной деформацией. Капитальный ремонт такого Станка затруднен.
Также немаловажна и низкая производительность известного устройства.
Технический результат
Эффект, достигаемый при реализации изобретения, заключается в повышении по сравнению с аналогами такого технического показателя ее использования, как суммарного объема выпуска Блинов U - суммарного веса Блинов, которые с учетом производительности Станка Q, последний может выпустить в течение установленного ресурса R: U=Q·R.
Сущность изобретения
Для достижения заявленного технического результата в известное устройство, охарактеризованное отмеченными выше признаками, введены следующие главные отличительные признаки:
- жарочный стол выполнен составленным из Секций, представляющих собой круговой сектор или его часть (фрагмент), либо из групп таковых, выполненных с возможностью независимой юстировки (корректировки) их взаимного положения;
- число k секций стола определяется по формуле:
3
3
- каждая Секция включает набор из двух рядов или групп ( ряд/группа могут включать и одну Плиту) Плит, одного внутреннего и одного - внешнего с образованием с учетом Плит других Секций замкнутых круговых рядов;
- Н составляет от 10 до 500 мм, тогда как t - не меньше 5 мм;
внут
внеш
внут
внеш
- 1≤m≤2, тогда как 1≤m≤3 (m+m=m-2, 3, 4 или 5);
- n лежит в пределах от 22 до 92;
- число пазов мальтийского креста равно k;
- Станок включает датчик остановки мальтийского креста (соответствующей остановке жарочного стола), связанный с системами управления работой таких устройств как Выкладыватель, Переворачиватель и сталкиватель/перекладыватель, предназначенный для инициирования их работы;
- Станок включает расположенный над жарочным столом Выкладыватель, число каналов которого, обеспечивающих независимую выкладку Теста на Плиту, равно m;
- Станок включает Переворачиватель, расположенный напротив Выкладывателя со смещением (на виде сверху, здесь и далее - если смотреть со стороны Выкладывателя) вправо или влево в зависимости от направления вращения стола: вращению стола по часовой стрелке соответствует смещение вправо; против часовой - влево относительно того места стола, что расположено диаметрально противоположно Секции, над которой установлен Выкладыватель (Переворачиватель расположен относительно Выкладываетля таким образом, что между ним и Выкладывателем по направлению вращения стола меньше секций, чем между последним и Переворачивателем - от Выкладывателя до Переворачивателя Блины проходят больший путь, нежели от Переворачивателя до Съемщика) - станок устроен (предусмотрено такое взаимное расположение упомянутых устройств) таким образом, что время нахождения блина на плите до Переворачивателя не меньше времени нахождения блина на плите после него;
- Переворачиватель выполнен с возможностью одновременного (но не обязательно синхронного) - примерно в один и тот же интервал времени - переворачивания заготовок Блинов с Плит одной Секции;
- Переворачиватель состоит из двух частей, выполняющих одинаковые функции, но по отношению к различным рядам Плит;
- одна часть Переворачивателя, располагаемая ближе к центру стола, обеспечивает переворачивание Блинов с Плит внутреннего ряда, а другая, располагаемая у периферии стола, - с внешнего;
- Переворачиватель включает узлы, каждый из которых обеспечивает независимый съем и переворот своего Блина, при этом число таких узлов равно m;
- Станок включает являющийся функциональным элементом Съемщика сталкиватель/перекладыватель Блина с Плит Секции, расположенный через одну Секцию от Выкладывателя против направления вращения стола (т.е. также в зависимости от направления вращения стола со смещением вправо или влево);
- Станок включает жестко соединенные с его станиной щетки или скребок (скребки), располагаемые в зоне холостого хода жарочного стола между сталкивателем/перекладывателем и Выкладывателем над соответствующими Плитами.
Помимо этого ПМ характеризуется рядом частных отличительных признаков, обеспечивающих его работоспособность при столь высоком значении и:
- число плит во внутреннем ряду секции определено по формуле:
где [х]=max{y∈Z|y≤х) - целое от х равно максимальному целому y меньшему или равному х.
- число плит во внешнем ряду секции определено по формуле:
- датчик остановки мальтийского креста связан с системой управления работой электродвигателя, приводящего во вращение мальтийский крест, для инициации остановки такого двигателя, и при этом упомянутая система включает устройство временной задержки повторного пуска такого двигателя;
- устройство временной задержки выполнено с возможностью регулировки интервала времени, на который осуществляется задержка;
- дополнительно Станок включает датчик остановки/пуска электродвигателя, связанный с системами управления работой как минимум одного из устройств, таких как Выкладыватель, Переворачиватель и сталкиватель/перекладчик;
- Секции выполнены на основе трубчатого каркаса, при этом они сгруппированы как минимум по две, причем сгруппированные Секции имеют общую выполненную из листового материала покровную деталь, наружная поверхность которой образует поверхность жарочного стола, предназначенную для установки Плит;
- Секции жестко крепятся к основанию жарочного стола, жестко соединенному с мальтийским крестом (вращающимся вместе с ним), представляющего собой основание карусели;
- к основанию жарочного стола Секции крепятся шарнирно;
- как минимум к трем Секциям жарочного стола подведены штанги, нижний конец которых крепится к основанию стола, а верхний - к самим Секциям;
- к Секциям штанги крепятся шарнирно, тогда как к основанию - через юстировочный механизм, позволяющий изменять длину рабочего участка штанги, а следовательно, приподнимать или опускать свободный конец Секции либо наоборот - к Секциям через юстировочный механизм, а к основанию шарнирно;
- между штангами размещается одна, две или три Секции, при этом как минимум часть Секций, расположенных между штангами, жестко соединена друг с другом;
- к каждой Секции подведена как минимум одна штанга;
- в Станке применен мальтийский механизм с внешним зацеплением;
- нагреватель выполнен в виде резистивного электрического элемента - набора тэнов Плит, тогда как последний разделен как минимум на две группы и как минимум одна Плита каждой группы снабжена температурным датчиком (например, термореле), сигнал которого при заданном снижении температуры соответствующей Плиты инициирует включение тэнов Плит соответствующей группы, при этом Станок включает электромеханическое или электронное устройство, исключающее одновременное включение Плит различных групп и приводящее к отсрочке включения Плит той или тех групп, инициация включения которых произошла позже инициации включения Плит уже включенной группы;
- Выкладыватель включает группу поршневых дозаторов Теста, выполненных на основе пневмоцилиндров;
- Выкладыватель включает как минимум одну пару датчиков, определяющих ход его поршней (расстояние, на которое перемещается поршень, - длину хода);
- как минимум один из датчиков пары (определяющей ход поршня дозатора) выполнен подвижным для осуществления регулировки количества выкладываемого на каждую плиту теста;
- Выкладыватель включает шаговый двигатель, обеспечивающий движения системы распределения Теста на Плите;
- Переворачиватель выполнен на базе пар транспортеров, расположенных рядом друг с другом один под другим с возможностью перекладывания Блина с одного на другой, таким образом, число пар транспортеров в Переворачивателе равно m, транспортеры в Переворачивателе приводит в движение как минимум один шаговый двигатель;
- Переворачиватель основан на сетчатых транспортерах (включает 2·m сетчатых транспортера);
- под каждой Плитой установлены три подъемных винта, предназначенных для выставления рабочей поверхности каждой из них на один уровень (по горизонтали) с другими;
- Станок дополнительно включает бункер для Теста, соединенный с Выкладывателем и расположенный слева или справа (на виде сверху) от последнего в зависимости от направления вращения жарочного стола, соответственно, по часовой стрелке или против;
- над бункером для Теста расположен тестонакопитель, установленный выше дозаторов Выкладывателя (на виде сбоку);
- бункер для Теста соединен посредством как минимум одного трубопровода с тестонакопителем, а тот, в свою очередь, аналогичным образом с Выкладывателем;
- в качестве распределителей Теста на Плитах используются лопатки (количество которых соответствует m - 2, 3, 4 или 5 шт. ), при этом Станок включает датчик, сигнал которого приводит в действие лопатки после прекращения подачи Теста Выкладывателем и/или лопатки выполнены с возможностью изменения своего положения относительно уровня рабочих поверхностей Плит в процессе работы Станка.
Описание фигур
Описание изобретения сопровождается 9 фигурами.
На фиг. 1-3 показан вид сверху на жарочный стол при d=260 мм, H=90 мм, t=22,5 мм, h=20 мм:
1) D=2260, k=1, m=5, n=35;
2) D=3000, k=15, m=3, n=45;
3) D=3700, k=30, m=2, n=60.
На фиг. 4 показан вид сверху на жарочный стол с квадратными плитами, более удобными для изготовления Блинов, предполагающих их складывание для образования карманов под начинку.
На фиг. 5-9 представлены графические зависимость n от D и m, при H=90 мм, t=22,5 мм, h=20 мм:
5) при d=140 мм;
6) при d=180 мм;
7) при d=220 мм;
8) при d=260 мм;
9) при d=300 мм.
Фигуры приведены для иллюстрации:
1) - оптимального (в том числе с точки зрения сложности конструкции Выталкивателя и др.) размещения плит в Секции стола с малым D (2260 мм, например);
2) - оптимального размещения плит в Секции стола со средним D (3000 мм, например);
3) - оптимального размещения плит в Секции стола с большим D (3700 мм, например);
4) - трубчатого каркаса Секций и геометрии покрывного элемента; 5-9 - методики выбора числа плит в Секции.
На фигурах приняты следующие обозначения:
1 - Секция жарочного стола;
2 - набор из двух рядов Плит Секции;
3 - жарочный стол;
4 - Плита внутреннего ряда;
5 - Плита внешнего ряда;
6 - набор валов, посредством которых к основанию стола шарнирно крепятся Секции;
7 - втулка, посредством которой к основанию стола шарнирно крепится Секция (на чертеже именно эта втулка, расположенная в зоне холостого хода стола);
8 - располагаемая у периферии стола часть Переворачивателя - обеспечивает переворачивание Блинов с Плит внешнего ряда;
9 - располагаемая ближе к центру стола часть Переворачивателя - обеспечивает переворачивание Блинов с Плит внутреннего ряда;
10 - основание жарочного стола;
11 - подъемный винт;
12 - юстировочный механизм;
13 - нижний конец штанги;
14 - штанга;
15 - бункер для Теста;
16 - тестонакопитель;
17 - трубопровод, соединяющий тестонакопитель с Выкладывателем;
18 - Выкладыватель;
19 - щетки или скребок;
20 - сталкиватель/перекладыватель Блина с Плит Секции;
21 - транспортер Съемщика;
22 - общая покрывная деталь, объединяющая пару соседних Секций;
23 - трубы-перемычки трубчатого каркаса Секции;
24 - общая радиальная труба трубчатого каркаса соседних Секций;
25 - общий юстировочный механизм подвижных компонентов жарочного стола;
А - направление вращения стола;
Б - направление движения готовых Блинов от Станка;
α - угол, определяющий ширину зоны холостого хода;
- штриховкой выделена зона холостого хода жарочного стола;
- штриховой линией на графиках (фиг. 5-9) приведена зависимость n от D при m=3;
- толстой линией - то же при m=2 (легко представить, как будет выглядеть соответствующая зависимость для m=4);
- основной линией - то же при m=5.
Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения
Устройство для изготовления Блинов, соответствующее представленному изобретению, должно включать бункер для Теста, жарочный стол, приводом которого является мальтийский механизм, нагреватель, Выкладыватель, Переворачиватель, Съемщик и дополнительные приводы указанных механизмов, в т.ч. дополнительные по отношению к основному (приводящему в движение мальтийский механизм) электродвигатели. При этом оно может быть устроено следующим образом.
Жарочный стол 3 (фиг. 1) должен быть выполнен составленным из Секций 1, представляющих собой круговой сектор или его фрагмент, либо из групп таковых, выполненных с возможностью независимой юстировки (корректировки) их взаимного положения.
n
ж
с
Число k секций стола следует определять с учетом времени T поворота жарочного стола на одну позицию и времени Т жарки Блина, а также исходя из времени Т обслуживания одной секции самым медленным из устройств, таких как Выкладыватель, Переворачиватель, сталкиватель/перекладыватель, по формуле (1).
Основная часть каждой Секции (или даже вся Секция), в т.ч. та часть Секции, на которой расположены Плиты (см. ниже), может быть выполнена из листового материала.
В другом исполнении Секции могут быть выполнены на основе трубчатого каркаса, при этом они могут быть сгруппированы как минимум по две, причем сгруппированные Секции могут иметь общую выполненную из листового материала покровную деталь 5, наружная поверхность которой образует поверхность жарочного стола, собственно и предназначенную для установки Плит.
Секции могут жестко крепиться к основанию 10 (фиг. 3) жарочного стола, жестко соединенному с мальтийским крестом.
К основанию жарочного стола Секции могут крепиться шарнирно, например, посредством жестко соединенных с Секциями втулок (таких как 7), насаженных на валы набора валов 6.
Как минимум к трем Секциям жарочного стола могут быть подведены штанги (такие как 14), нижний конец которых 13 крепится к основанию стола, а верхний - к самим Секциям.
К основанию стола штанги могут крепиться шарнирно (так же как и Секции - через систему вал-втулка), тогда как к самим Секциям - через юстировочный механизм 12, позволяющий изменять длину рабочего участка штанги (например, посредством накручивания штанги на гайку, жестко соединенную с основанием - штанга при этом с соответствующей стороны должна иметь резьбу), а следовательно, приподнимать или опускать свободный конец Секции или группы Секций; либо наоборот - к Секциям шарнирно, а к основанию через юстировочный механизм.
Юстировки необходимы для восстановления плоскостности и горизонтальности стола, отклонения от которых связаны с его температурной деформацией со временем выработки ресурса.
Между штангами размещается одна, две или три Секции (а возможно и более), при этом как минимум часть Секций, расположенных между штангами жестко соединена друг с другом (возможно соединение секций с использованием упругодеформируемых материалов - плоских пружин и т.п.).
4
4
Предпочтительно, чтобы штанги подходили, например, к первой ( - здесь за первую выбрана произвольная секция) и четвертой Секциям (т.е. к каждой третьей), тогда как вторая и третья были бы расположены между штангами.
Секции, расположенные между штангами, могут быть жестко соединены друг с другом, например посредством объединяющего их покрывного элемента (а могут и через упругодеформируемый элемент).
Так, жестко (или через упругодеформируемый элемент) соединенными друг с другом, при этом могут быть первая, вторая и третья Секции или же вторая, третья и четвертая, а могут и все - и первая, и вторая, и третья, и четвертая.
Штанги могут быть подведены и к каждой Секции. Более того, к каждому из краев свободного конца каждой Секции может быть подведено по одной штанге (т.е. к каждой Секции может быть подведено и две штанги).
Каждая Секция должна включать набор 2 из двух рядов или групп Плит, одного внутреннего (Плита 4) и одного - внешнего (Плита 5) с образованием на жарочном столе с учетом плит других Секций замкнутых круговых рядов Плит.
Под каждой Плитой могут быть установлены три подъемных винта (таких как 11), предназначенных для выставления рабочей поверхности каждой из них на один уровень (по горизонтали) с другими.
Такое выставление производится после упомянутых юстировок.
Расстояние Н между ближайшими Плитами рядов должно составлять от 10 до 500 мм (в основном определяется конструкцией Переворачивателя) при оптимальном значении, лежащем в районе 100 мм, тогда как расстояние t между ближайшими Плитами ряда не должно быть меньше 5 мм (оптимальное значение лежит в районе 20 мм).
внут
внут
внеш
внеш
внут
внеш
Во внутреннем ряду должно быть размещено m Плит, причем 1≤m≤2, тогда как во внешнем - m - 1≤m≤3 (при этом m+m=m, где m - число Плит в Секции - 2 или 3, или 4, или 5).
Размер жарочного стола D следует выбирать из технологических соображений, однако, очевидно (см. фиг. 5-9), он не может быть меньше 1350 и больше 5750 мм.
oпт
Оптимальное число m Плит в одной Секции зависит от размеров стола и Плит (от D и d), от расстояний между Плитами Н и t, а также от расстояния от Плит внешнего ряда до края стола h.
Так, при H=90 мм, t=22,5 мм и h=15 мм для круглых плит диаметром d (фиг. 5-9):
опт
опт
опт
- d =140, D<1600-m=3, 1600<D<2300-m=5, D>2300-m=2;
опт
опт
опт
- d =180, D<1900-m=3, 1900<D<2600-m=5, D>2600-m=2;
опт
опт
опт
- d =220, D<2000-m=3, 2000<D<2850-m=5, D>2850-m=2;
опт
опт
опт
- d =260, D<2450-m=3, 2450<D<3250-m=5, D>3250-m=2;
опт
опт
опт
- d =300, D<2750-m=3, 2750<D<3700-m=5, D>3700-m=2;
Чем больше плит в Секции, тем сложнее конструкция Выкладывателя, Переворачивателя и Съемщика. Поэтому следует стремиться к меньшему числу Плит в секции.
onm
Общее число n Плит на столе из соображений технологичности должно лежать в пределах от 22 до 92. При этом в каждом конкретном случае должно выполняться условие n=k·m.
Примечание: для ускорения работы Станка при большом числе секторов в нем могут быть использованы несколько Выкладывателей, Переворачивателей и сталкивателей/перекладчиков. При этом мальтийский механизм такого Станка должен поворачивать жарочный стол сразу на 2 или 3 и т.п. позиций.
В соответствующем обсуждаемой ПМ Станке должен быть применен мальтийский механизм с внешним зацеплением, при этом число пазов мальтийского креста такого механизма должно быть равно числу Секций k (1).
Станок должен включать датчик остановки мальтийского креста (соответствующей остановке жарочного стола), инициирующий а) остановку электродвигателя и б) запуск Выкладывателя, Переворачивателя и сталкивателя/перекладывателя. Также для инициации упомянутого запуска Станок может включать и датчик остановки привода мальтийского механизма, в т.ч. и самого электродвигателя.
Упомянутые датчики должны быть связаны с системами управления соответствующих устройств (например, с системами управления их электродвигателями).
Система управления работой основного электродвигателя Станка, приводящего во вращение мальтийский крест, может включать устройство временной задержки повторного пуска такого двигателя (после остановки стола в очередной позиции), которое может быть выполнено с возможностью регулировки интервала времени, на который осуществляется задержка.
Дополнительно Станок может включать датчик остановки/пуска электродвигателя, связанный с системами управления работой как минимум одного из устройств, таких как Выкладыватель, Переворачиватель и сбрасыватель (например, для дублирования датчика остановки мальтийского креста).
Станок должен включать устройство временной задержки пуска электродвигателя, приводящего во вращение мальтийский крест. При этом такое устройство должно поддерживать возможность задания (изменения оператором Станка) интервала временной задержки.
Станок должен включать расположенный над жарочным столом Выкладыватель 18 (фиг. 3), число каналов которого, обеспечивающих независимую выкладку Теста на Плиту, равно m.
Выкладыватель может включать группу поршневых дозаторов Теста, выполненных на основе пневмоцилиндров, число которых равно m.
Дополнительно Выкладыватель может включать шаговый двигатель, обеспечивающий перемещение Выкладывателя в вертикальном направлении.
В качестве распределителей Теста на Плитах могут быть использованы лопатки (количество которых соответствует m), при этом Станок может включать датчик подачи порций Теста, сигнал которого на короткое время приводит в действие лопатки после прекращения подачи Теста Выкладывателем.
Выкладыватель может включать шаговый двигатель (как минимум один), обеспечивающий движения системы распределения Теста на Плите.
Помимо этого Выкладыватель может включать как минимум одну пару датчиков, определяющих ход его поршней (возможны такие исполнения Выкладывателя, когда каждому поршню может соответствовать своя пара датчиков, определяющих его ход).
Станок должен включать Переворачиватель, расположенный напротив Выкладывателя со смещением вправо относительно того места стола, что расположено диаметрально противоположно Секции, над которой установлен Выкладыватель при вращении жарочного стола по часовой стрелке и влево - при противоположном вращении стола (если смотреть со стороны Выкладывателя).
Переворачиватель должен быть выполнен с возможностью одновременного переворачивания заготовок Блинов с Плит одной Секции.
Переворачиватель должен состоять из двух функциональных частей.
Одна часть 9 Переворачивателя, располагаемая ближе к центру стола, должна обеспечивать переворачивание Блинов с Плит внутреннего ряда, а другая 8, располагаемая у периферии стола - с внешнего.
Переворачиватель должен включать узлы, каждый из которых обеспечивает независимый съем и переворот своего Блина, при этом число таких узлов должно быть равно числу m Плит в Секции.
Переворачиватель может быть выполнен на базе пар транспортеров (входной-выходной), расположенных друг рядом с другом один под другим с возможностью перекладывания с переворачиванием Блина с одного на другой (с верхнего на нижний), таким образом, число пар транспортеров в Переворачивателе должно быть равно m.
Транспортеры в Переворачивателе может приводить в движение шаговый двигатель. Возможно такое исполнение Переворачивателя, в котором в одной и другой его частях применен свой шаговый двигатель. В наилучшем варианте исполнения число шаговых двигателей должно равняться числу пар транспортеров.
Переворачиватель может быть основан на сетчатых транспортерах.
Станок должен включать являющийся функциональным элементом Съемщика сталкиватель/перекладыватель 20 Блина с Плит Секции, расположенный (на виде сверху) через одну Секцию от Выкладывателя против напраления вращения стола (т.е. также в зависимости от направления вращения стола со смещением вправо или влево от Выкладывателя).
Дополнительно Съемщик должен быть оснащен транспортером 21, по которому Блины отводятся от Станка.
Станок может включать, например, жестко соединенные с его станиной щетки или скребок (скребки) 19, располагаемые в зоне холостого хода жарочного стола (на фиг. 3 отмечена штриховкой) в соседней справа или слева (на виде сверху) от Выкладывателя Секции (в зависимости от направления вращения стола).
Нагреватель может быть выполнен в виде резистивного электрического элемента - набора тэнов Плит.
Последний может быть разделен как минимум на две группы и как минимум одна Плита каждой группы может быть снабжена температурным датчиком (например, термореле), сигнал которого при заданном снижении температуры соответствующей Плиты будет инициировать включение тэнов Плит соответствующей группы.
При этом Станок должен включать электромеханическое (например, на основе реле) или электронное устройство (например, на основе операционных усилителей или тиристоров), исключающее одновременное включение Плит различных групп и приводящее к отсрочке включения Плит той или тех групп, инициация включения которых произошла позже инициации включения Плит уже включенной (на которые подано напряжение) группы.
Бункер для Теста, соединенный с Выкладывателем посредством как минимум одного (предпочтительно двумя) трубопровода, может быть расположен слева или справа (на виде сверху, если смотреть со стороны Выкладывателя) от последнего в зависимости от направления вращения жарочного стола, соответственно, по часовой стрелке или против.
Над бункером для Теста может быть расположен тестонакопитель 16, установленный выше дозаторов Выкладывателя и соединенный с ним также посредством как минимум одного (а предпочтительно по числу каналов последнего) трубопровода 17.
Принцип работы изобретения
Станок работает следующим образом.
5
5
Устанавливают ( вообще, Станок должен иметь как минимум три регулировки: количества подаваемого на одну Плиту теста - за счет изменения расстояния между упоминаемыми в описании ПМ датчиками дозатора; температуры Плиты (регулировка тока или времени срабатывания тэнов), а также времени поворота стола на один оборот, хотя на практике достаточно двух первых регулировок (количеств теста и температуры) - третью можно выполнять автоматически при задании первых) время Т, за которое станок должен совершить полный оборот. Для этого задают интервал временной задержки пуска электродвигателя, приводящего во вращение мальтийский крест после остановки электродвигателя, инициированной срабатыванием датчика остановки мальтийского креста (при соответствующем положении кривошипа мальтийского механизма).
Из бункера для Теста в тестонакопитель нагнетается Теста.
Включают нагревательный элемент, который обеспечивает доведение температуры Плит до заданного значения, например, до 220±5°С - термостабилизация может быть обеспечена упомянутым электронным блоком, а может - термостатом (терморегулятором).
Мальтийский механизм при преобразовании кругового движения привода обеспечивает прерывистое круговое перемещение жарочного стола, с его остановками в заданных позициях, таких, при которых Выкладыватель располагается строго над Секциями (выходные каналы Выкладывателя располагаются строго над Плитами Секции по их центру), части Переворачивателя располагаются строго перед Плитами Секций, сталкиватель/перекладыватель располагается в зависимости от устройства последнего над или у Плит соответствующей Секции (части сталкивателя/перекладывателя располагаются каждая, например, перед своей Плитой).
При остановках жарочного стола на заданное время может отключаться привод мальтийского механизма (например, может отключаться основной электродвигатель). Сигнал датчика остановки привода может инициировать работу других механизмов Станка: Выкладывателя, Переворачивателя, сталкивателя/перекладывателя.
При этом Выкладыватель может осуществлять выкладку на Плиты расположенной под ним Секции и распределение по ним Теста, для чего предварительно узлы Выкладывателя могут опускаться к Плитам из исходно приподнятого над Плитами (на 15-45 мм) положения, обеспечивающего свободный ход Плит под Выкладывателем во время поворота жарочного стола из одной фиксированной позиции в другую.
Попав на Плиты Тесто начинает жариться - так получается заготовка Блина - и перемещаться по стрелке А (фиг. 3) к Переворачивателю.
Когда Секция, на которой находится заготовка обжаренного с одной стороны Блина, окажется расположенной в непосредственной близости от Переворачивателя, входные транспортеры последнего во время остановки жарочного стола в очередной позиции захватят с соответствующих Плит Блины и переложат их с переворотом на выходные транспортеры, которые выгрузят Блины снова на Плиты этой же Секции или уже на Плиты следующей Секции (расположенной от первой сзади с точки зрения направления вращения стола).
Для захвата Блинов части Переворачивателя могут придвигаться к соответствующим Плитам. Это является более предпочтительным решением.
Оптимальный вариант исполнения Переворачивателя (соответствующий оптимальной технологии жарки Блинов с выдержкой в течение нескольких (3-9) секунд между их съемом с Плиты и выгрузкой на Плиту другой стороной - так Блины меньше пригорают) предполагает, что Блины должны быть захвачены с Плит одной Секции и выгружены уже на Плиты следующей, когда те займут соответствующее положение относительно Переворачивателя - когда стол повернется еще на один шаг и Переворачиватель захватит расположенные на них Блины (т.е. одни захватит, а другие выгрузит).
После выгрузки Переворачивателем заготовка Блина, обжариваемая уже с другой стороны, начнет пошагово перемещаться к сталкивателю/перекладывателю Съемщика, который в свое время сбросит уже готовый Блин на свой транспортер и направит его по стрелке Б в сторону дополнительных устройств, таких как дозатор начинки (повидла, мясного фарша, творожной массы и проч.), сворачиватель (заворачиватель) Блина с образованием одно- или двухкамерного конверта, открытого или закрытого рола и т.п., индивидуальный или групповой упаковщик, быстроморозильник и проч.
После Съемщика Секция окажется в зоне холостого хода жарочного стола, в которой установлены очистители Плит от нагара и остатков снятых с них Блинов. Эта зона по ходу вращения стола расположена непосредственно перед Выкладывателем.
Затем при очередном повороте жарочного стола упомянутая Секция с очищенными Плитами вновь окажется под Выкладывателем и цикл повторится.
Периодически (раз в месяц) рабочую поверхность Плит могут подполировывать с использованием плоского полировальника и полировальной пасты или суспензии.
В начале смены рабочую поверхность Плит могут обезжиривать с использованием растворителя, например этилового спирта, и в нагретом до 80-120°С состоянии смазывать жиром, предпочтительно животного происхождения, например свиным салом или гусиным жиром.
Время жарки первой стороны Блина превышает таковое второй, поскольку к моменту перехода на жарку второй стороны средняя часть Блина уже достаточно прогрета (Теста в центре Блина уже частично готово). Именно по этому в зависимости от направления вращения стола Переворачиватель располагают напротив Выкладывателя со смещением вправо или влево, но однозначно ближе к Съемщику - предполагается, что стол перемещается равномерно (время перехода из одной позиции в другую одинаково, как одинаково и время остановки стола в разных позициях).
Лучший вариант реализации изобретения
Лучший по мнению автора вариант реализации ПМ для изготовления круглых Блинов характеризуется следующим:
D=2400 мм;
- Секции стола, представляющие собой часть кругового сектора, выполнены из радиально расположенных труб 24 (фиг. 4), соединенных трубами-перемычками 23 с образованием трубчатого каркаса;
d=260 мм;
H=90 мм;
t=15 мм;
l=15 мм;
m=3;
внут
m=1;
внеш
m=2;
k=12;
n=36;
- пара соседних Секций, объединена общей покровной деталью 22, выполненной из тонкостенного листа с загнутыми краями (с внешнего края), прикрывающими юстировочные механизмы, таким образом, жарочный стол имеет 6 подвижных (условно независимо юстируемых) компонентов;
- с краю у каждого из указанных компонентов по центру присоединен юстировочный механизм 12, к которому подведена штанга, помимо этого в месте стыковки компонентов друг с другом расположен общий юстировочный механизм 25, к которому подведена общая для соседних компонентов штанга, таким образом, к объединенным общей покровной деталью Секциям подведено 3 штанги (всего используется 12 штанг);
- Станок включает установленный рядом с кривошипом мальтийского механизма датчик остановки мальтийского креста, в соответствии с сигналом которого отключается электродвигатель (включение двигателя осуществляется через заданный интервал времени - подбирается в соответствии с установленной температурой Плит - посредством устройства задержки срабатывания реле пуска электродвигателя, изготовленного на основе электронного реле времени);
- Переворачиватель состоит из двух частей;
- сталкиватель/перекладыватель включает сетчатые транспортеры, число которых равно m;
- Станок включает жестко соединенные с его станиной скребки, предназначенные для очистки Плит (использование щеток нетехнологично - отскакивающие частицы загрязнений могут засорять Теста и Блины);
- к основанию жарочного стола Секции крепятся шарнирно с использованием подшипников качения;
- нагреватель выполнен в виде резистивного электрического элемента - набора тэнов Плит;
- к источнику питания тэны подключены параллельно;
- Станок включает расположенное между нагревателем и источником питания электронное устройство для обеспечения равенства протекающего по различным тэнам различных Плит электрического тока в момент их включения;
- каждая Плита содержит соединенный с упомянутым электронным устройством температурный датчик, в соответствии с сигналом которого включается или отключается соответствующий тэн (в альтернативном варианте можно управлять токами, протекающими по тэнам);
- упомянутый электронный блок препятствует одновременному включению более 12 тэнов, вследствие чего мощность нагревателя ограничена 24 кВт, при том что суммарная мощность всего набора тэнов составляет 72 кВт;
- Выкладыватель включает группу поршневых дозаторов Теста, выполненных на основе пневмоцилиндров с парой клапанов;
- Выкладыватель включает как минимум одну пару датчиков, определяющих ход его поршней (расстояние, на которое перемещается поршень - длину хода), при том что один из них определяет начало движения поршня в одном направлении, а другой - в другом (т.е. датчики управляют реверсом поршня);
- Переворачиватель включает три пары сетчатых транспортеров;
- над бункером для Теста расположен тестонакопитель, установленный выше дозаторов Выкладывателя (на виде сбоку) - Теста из бункера насосом перекачивается в накопитель, откуда самотеком поступает к дозаторам;
- U=6,3 тыс. т.
Лучший вариант получаемого изделия
Круглый Блин:
- форма круглая или овальная, если не принимать во внимание погрешности изготовления, связанные с особенностями растекания Теста по Плите (или его распределения по ней), а также с деформацией краев Блина при их жарке;
- характерный продольный размер, например, диаметр - 220 мм;
- средняя толщина (поперечный размер) 2 мм;
- диапазон возможных значений толщины 1,5-3 мм;
- вес 60 г.
Связь отличительных признаков с заявленным техническим результатом
В первую очередь производительность Q зависит от n, тогда как во вторую - от ширины зоны холостого хода жарочного стола, определяемой углом α (фиг. 3).
Правильный выбор m (в соответствии с зависимостями, представленными на фиг. 5-10), на который ориентирована ПМ, позволяет на десятки процентов повысить Q, тогда как ограничение зоны холостого хода шириной всего одной Секции (особенность представленого изобретения) позволяет повысить Q более чем на 10% (в известных аналогах α принимает значение от 60 до 90°). В итоге суммарное повышение производительности может составить до 50%.
Также производительность зависит от температуры Плит - при температуре 220°С время жарки Блина толщиной 2 мм составляет примерно 90 с, тогда как при температуре 300°С - только 50.
внут
внеш
эл
газ
Так, например, при D=3000 мм, k=15, m=1, m=2 (m=3), n=45 с учетом очищаемых скребком 3 свободных Плит, находящихся в зоне холостого хода, производительность Станка с электронагревателем составит 42 Блина за полторы минуты - 1680 шт. /ч или при весе Блина 60 г - Q=100,8 кг/ч; а с газовым нагревателем Q=181,4 кг/ч.
Ресурс R (срок эксплуатации без капремонта) Станка, жарочный стол которого состоит из Секций, примерно в 2 раза выше ресурса Станков с цельным жарочным столом - при техобслуживании помимо упомянутой полировки может потребоваться разве что замена покрывного элемента.
Для Станка, выбранного в качестве примера, ресурс составляет примерно 80′000 ч при использовании электронагревателя и 50′000 ч - при использовании газонагревателя.
В результате получаем, что вес U Блинов, которые Станок может выпустить за время эксплуатации без капитального ремонта, составляет: для Станка с электронагревателем - примерно 8 тыс. т; с газонагревателем - примерно 9 тыс. т.
Еще одним важным техническим показателем Станка является отношение U к резервируемой под Станок производственной площади S и к номинальной мощности нагревателя W.
2
2
Для представленного выше лучшего варианта реализации изобретения S=8 м, W=24 кВт и, следовательно, указанное отношение будет примерно равно 33 т/(м·кВт) - у аналогов такой показатель в разы меньше.
В заключение следует отметить, что стоимость европейских аналогов выше в несколько раз по сравнению со стоимостью Станка, которым реализовано изобретение.