УСТРОЙСТВО БЕРЕЖНОЙ ТЕСТОРАСКАТКИ СТАНКА БАРАБАННОГО ТИПА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕЛЬМЕНЕЙ

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 разнесенные по горизонтали верхнюю и нижнюю пары вращающихся навстречу друг другу валиков, которые установлены с различными зазорами между их рабочими цилиндрическими поверхностями - зазор верхней пары больше такового нижней, с выделением зоны для провисания тестовой заготовки с образованием петли (за счет разнесения пар валиков по вертикали).
Такая тестораскатка выбрана в качестве прототипа.
Основной недостаток прототипа - повышенные нагрузки на тесто, которые приводят к его нагреву, а следовательно, к снижению его качества.
Основной недостаток прототипа связан со следующими двумя обстоятельствами.
1) Прототип предполагает натяжение тестовой заготовки между валиками, когда она из-под верхней пары валиков выходит под углом к вертикали отличным от нуля (когда заготовке придают наклонное положение).
2) Прототип предполагает использование формователя тестовой заготовки, который придает последней в указанной зоне постоянную форму (постоянное поперечное сечение) по всей ее длине. Примечание: как известно (RU 2004127599) формователь представляет собой множество последовательно установленных пар калибрующих ступенчатых валков.
Другой недостаток прототипа - конструктивная сложность и низкая надежность.
Прототип предполагает проведение измерения провисания тестовой заготовки, а также 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 невозможным применение такой тестораскатки в станках барабанного типа, поскольку в последних скорость вращения валиков нижней пары должна быть постоянной и согласованной со скоростью вращения барабанов.
Задача создания ПМ - создание для использования в станках барабанного типа бережной тестораскатки, обеспечивающей возможность получения тестовой ленты на выходе тестораскатки с заданными механическими и геометрическими параметрами.
Технический результат, достигаемый при использовании ПМ - снижение нагрузки на тесто, с целью сохранения его качества, а также уменьшения остаточных напряжений в последнем как фактора неопределенности геометрии растекания по нему начинки на периферии рабочей цилиндрической поверхности барабана, над которым установлена тестораскатка.
Достигается заявленный результат тем, что в тестораскатку, характеризующуюся представленными выше признаками, введены следующие главные отличительные признаки:
- обе торцевые поверхности всех валиков обеих пар выполнены плоскими;
- в области зазоров к ним примыкают предназначенные для контакта с тестом плоские поверхности накладок;
- длина рабочих цилиндрических поверхностей валиков нижней пары больше токовой валиков верхней;
- в зоне ближе к нижней паре валиков установлен бесконтактный датчик крайнего нижнего положения петли тестовой заготовки;
- датчик связан с блоком управления приводом верхней пары валиков.
ПМ характеризуется также рядом частных отличительных признаков:
- отрезок, перпендикулярный осям валиков нижней пары и соединяющий такие оси, на виде на тестораскатку спереди расположен под углом к горизонтали, вследствие чего один из валиков нижней пары расположен выше другого;
- пары валиков смещены по вертикали и горизонтали таким образом, чтобы для всех рабочих положений тестовой заготовки между ними была обеспечена возможность ее свободного провисания;
- датчик крайнего нижнего положения расположен слева от вертикальной линии, проходящей через зазор верхней пары валиков;
- тестораскатка включает датчик крайнего верхнего положения петли тестовой заготовки, который связан с блоком управления приводом верхней пары валиков;
- датчик крайнего верхнего положения расположен справа от вертикальной линии, проходящей через зазор верхней пары валиков;
- используется оптический датчик;
- используется датчик с системой фокусировки;
- диаметр валиков верхней пары меньше диаметра валиков нижней пары.
Описание иллюстрируется одной фиг.
На фиг. представлен условный вид на тестораскатку левого барабана спереди.
Фиг. приведена для пояснения взаимного расположения основных элементов тестораскатки и барабана. Из фиг. следует, что валики верхней пары расположены на одном уровне по вертикали в отличие от валиков нижней пары, у которой правый валик располагается выше. На фиг. показано, что за валиками пар располагаются пластины - так показаны дальние накладки. Предполагается, что такие пластины своими передними поверхностями контактируют с дальними плоскими торцевыми поверхностями валиков. Ближние накладки не показаны, но предполагается, что они также имеются и также контактируют с ближними торцевыми поверхностями валиков. Также предполагается, что в пластинах имеются отверстия для прохождения осей, на которые посажены валики. Вблизи с нижней парой валиков расположен датчик крайнего нижнего положения петли тестовой заготовки, образованной в зоне между парами валиков. При этом такой датчик расположен слева от нижней пары валиков на уровне нижней части такой пары. Верхняя пара валиков смещена по горизонтали влево от нижней. При этом правый валик верхней пары располагается строго над левым валиком нижней - прямая, проходящая через их оси, вертикальна. Расстояние по вертикали между парами валиков достаточное для образования петли тестовой ленты и ее свободного провисания при всех рабочих положениях ленты.
На фиг. приняты следующие обозначения:
1 - тесто (как правило, на вход тестораскатки подают полосу теста, толщина которой несколько превосходит величину зазора верхней пары валиков, а ширина - несколько меньше длины рабочих поверхностей валиков);
2 - левый валик верхней пары;
3 - крайние верхнее и нижнее положение петли тестовой заготовки;
4 - правый валик нижней пары;
5 - датчик крайнего нижнего положения петли тестовой заготовки (это может быть оптический датчик с излучателем и приемником сфокусированными на плоскость, касательную к петле тестовой заготовки в ее крайнем нижнем положении, также это может быть, например, емкостной датчик);
6 - рабочая цилиндрическая поверхность левого валика нижней пары;
7 - дальняя накладка нижней пары валиков;
8 - передняя плоская поверхность дальней накладки верхней пары валиков;
9 - правый валик верхней пары;
10 - тестовая заготовка (толщина и ширина такой заготовки переменны, но в среднем они соответственно несколько больше величины зазора верхней пары валиков и несколько меньше расстояния между рабочими плоскими поверхностями накладок - длины рабочих цилиндрических поверхностей валиков верхней пары);
11 - тестовая лента (толщина и ширина тестовой ленты переменны, но в среднем они соответственно несколько больше величины зазора нижней пары валиков и несколько меньше расстояния между рабочими плоскими поверхностями накладок - длины рабочих цилиндрических поверхностей валиков нижней пары, при этом ширина тестовой ленты должна быть больше длины рабочей цилиндрической поверхности соответствующего барабана);
12 - рабочая цилиндрическая поверхность барабана;
13 - левый барабан, которому соответствует показанная на фиг. левая тестораскатка (правая тестораскатка зеркальна левой - нижняя пара валиков правой тестораскатки располагается со смещением влево относительно верхней пары);
α - угол между прямой, перпендикулярной осям валиков нижней тестораскатки, которая проходит через эти оси и направлением подачи тестовой ленты на барабан (предпочтительно а должен быть равен 90° с допуском в ±20°);
β - угол наклона тестовой ленты (предпочтительно β должен быть равен 45° с допуском в ±20°);
тонкие стрелки - направления вращения валиков (левых - по часовой стрелки, правых -против);
толстая стрелка - направление вращения левого барабана (правый барабан вращается против часовой стрелки).
Тестораскатка, соответствующая ПМ, может быть реализована следующим образом.
Она должна включать разнесенные по горизонтали верхнюю и нижнюю пары вращающихся навстречу друг другу валиков.
Пары валиков или валики пар может объединять общий корпус, смонтированный на станине станка.
Валики могут крепиться на валы, посаженные непосредственно на станине.
Пары должны иметь независимый привод.
Валики относительно друг друга должны быть установлены с различными зазорами между их рабочими цилиндрическими поверхностями - зазор верхней пары должен быть больше такового нижней.
Между парами валиков должна быть выделена зона для провисания тестовой заготовки с образованием петли.
Обе торцевые поверхности всех валиков обеих пар (т.е. 8 таких поверхностей) должны быть выполнены плоскими (по крайней мере, частично у периферии валиков).
В области зазоров к торцевым поверхностям валиков должны примыкать плоские поверхности накладок.
Накладок может быть две - одна дальняя, которая контактирует со всеми 4 дальними торцевыми поверхностями всех валиков, и одна ближняя.
Накладки должны иметь отверстия для валов, на которых установлены валики.
Длина рабочих цилиндрических поверхностей валиков нижней пары должна быть больше токовой валиков верхней.
В зоне провисания тестовой заготовки ближе к нижней паре валиков установлен бесконтактный датчик крайнего нижнего положения петли тестовой заготовки, который связан с блоком управления приводом верхней пары валиков.
Отрезок, перпендикулярный осям валиков нижней пары и соединяющий такие оси, на виде на тестораскатку спереди может быть расположен под углом к горизонтали, вследствие чего один из валиков нижней пары может быть расположен выше другого.
Пары валиков могут быть смещены по вертикали и горизонтали таким образом, чтобы для всех рабочих положений тестовой заготовки между ними была обеспечена возможность ее свободного провисания (условием которого является вертикальное положение фрагмента тестовой заготовки длиной более 2 см на выходе из-под верхней пары валиков).
Датчик крайнего нижнего положения может быть расположен слева от вертикальной линии, проходящей через зазор верхней пары валиков.
Тестораскатка может дополнительно включать датчик крайнего верхнего положения петли тестовой заготовки, который должен быть связан с блоком управления приводом верхней пары валиков.
Датчик крайнего верхнего положения может быть расположен справа от вертикальной линии, проходящей через зазор верхней пары валиков.
Могут использоваться оптические датчики (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 верхнюю пару валиков подают тесто.
Валики верхней пары раскатывают его, в результате чего получается тестовая заготовка.
В процессе запуска станка тестовую заготовку вручную направляют в зазор нижней пары валиков.
Нижняя пара валиков раскатывает заготовку в тестовую ленту, которая направляется к барабану и увлекается им.
В другом варианте исполнения станка после тестораскатки тестовая лента подается на ролик, с которого она направляется к барабану.
Так работают обе тестораскатки, с которых две тестовые ленты поступают на два барабана станка.
Скорость вращения нижней пары валиков поддерживают постоянной. Линейная скорость рабочих цилиндрических поверхностей таких валиков 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 заготовки и ленты, расход теста на барабане и расход теста на верхней паре валиков постоянно меняются - верхняя пара валиков то перепроизводит, то недопроизводит тестовую заготовку.
Петля тестовой заготовки то поднимается, то опускается.
При этом есть диапазон оптимальных углов входа тестовой заготовки в зазор между валиками нижней пары, при котором обеспечивается минимальная нагрузка на тесто со стороны таких валиков и их накладок.
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).
Помимо этого недопустимо чрезмерное натяжение теста между парами валиков.
В этой связи требуется поддерживать положение ленты в зоне провисания в соответствующих пределах.
При перепроизводстве тестовой заготовки ее петля опускается вниз.
Если на время притормозить валики верхней пары, то петля тестовой ленты начнет подниматься, пока валики верхней пары снова не начнут вращаться с прежней скоростью.
Для этого и служит датчик.
Когда тестовая лента приближается к нему на заданное расстояние, датчик срабатывает, и связанный с ним блок управления приводом валиков верхней пары на время (например, на пару секунд) уменьшает их скорость (например, просто останавливает их).
В случае дополнительного использования датчиков крайнего верхнего положения тестовой заготовки блок управления включит привод валиков верхней пары или ускорит их после срабатывания этого датчика, а не через заданный интервал времени.
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 тестовая лента выходит за такие поверхности.
Будучи эластичной в тех местах, где тестовая лента не опирается на рабочие цилиндрические поверхности барабанов, она провисает, вблизи же с местом отсекания отходов тестовая лента начинает изгибаться, а имеющиеся напряжения делают такой изгиб непредсказуемым.
Именно поэтому требуется минимальное достаточное воздействие на тесто со стороны тестораскатки.
Это и позволяет добиться ПМ, предполагающая, в частности, использование бесконтактного датчика, не оказывающего никакого воздействия на тестовую заготовку (очевидно, что освещение теста никак на него не повлияет).
Другие главные отличительные признаки ПМ предполагают образование замкнутой прямоугольной зоны для прохождения теста в зазорах, с двух сторон ограниченной образующими цилиндрических поверхностей валиков, а с двух других - отрезками накладок.
В результате при минимальной нагрузке на тесто из-под верхней пары валиков выходит тестовая заготовка с малой вариабельностью ширины.
Аналогично для нижней пары валиков.
Длина рабочих цилиндрических поверхностей нижней пары валиков должны быть заметно (на несколько мм) больше ширины тестовой заготовки - в противном случае на периферии рабочих цилиндрических поверхностей на тесто будет оказываться избыточное давление, тесто будет нагреваться, геометрия краев тестовой ленты будет постоянно сильно меняться.
Разворот нижней пары валиков (так как это показано на фиг.) позволяет уровнять упомянутые выше линейные скорости валиков нижней пары и барабана, т.е. исключить ненужное избыточное натяжение тестовой ленты между тестораскаткой и барабаном.
Основное же назначение разворота - создание одинаковых бережных условий раскатки для нижней и верхней поверхностей тестовой ленты.
Использование валиков нижней пары большего диаметра обусловлено желанием снизить скорость их вращения (если валики нижней пары выполнены того же диаметра, что и валики верхней, то скорость их вращения должны быть больше).
Чем ниже скорость, тем меньше вибрации, тем меньше воздействия со стороны тестораскатки на тесто.