АППАРАТ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СЛАДКОЙ ВАТЫ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ
SWEET COTTON CANDY MACHINE WITH VERTICAL FEED

Изобретение относится к оборудованию для производства кондитерских изделий и может использоваться на предприятиях общественного питания и торговли, в частности для изготовления сахарной ваты.
Известны аппараты для производства сахарной ваты, содержащие корпус, ловитель, прядильную голову, нагреватель, крыльчатку, диффузор (US 4872821, 1989; US 5441754, 1995; US 5766643, 1998; RU 2083126 C1, 1997). Во всех аппаратах выброс потока нитей сахарной ваты происходит из диффузора вбок, на стенки ловителя. В таких аппаратах достаточно низкая производительность связанная с тем, что прорези диффузора засоряются, требуется очистка. В некоторых аппаратах достаточно трудоемкий процесс снятия и прочистки элементов аппарата. Кроме того, ловитель быстро загрязняется, поскольку сахарные нити отлетают к стенкам ловителя и большое их количество так и остается на стенках.
Наиболее близким можно считать аппарат для приготовления сахарной ваты по патенту RU 111397 U1, 29.07.2011. Данный аппарат включает корпус с ловителем, внутри которого расположена прядильная голова, включающая вал с закрепленным на его торце основанием в виде круглой пластины, установленный по периферии основания цилиндрический диффузор с параллельными прорезями, ловитель, размещенный внутри диффузора нагревательный элемент, крышку диффузора и радиальные лепестки, при этом нагревательный элемент представляет собой ТЭН в форме спирали из нескольких витков вдоль внутренней поверхности диффузора. Предлагаемая конструкция прядильной головы позволяла незначительно увеличить продолжительность непрерывной работы аппарата для производства сахарной ваты между остановками для очистки нагревательного элемента и диффузора от налипшей сахарной массы. Однако, сахарные нити налипали, как на прирези диффузора, так и на радиальные лепестки и на стенки ловителя.
Предлагаемое изобретение позволяет значительно увеличить производительность аппарата.
Аппарат для приготовления сахарной ваты включает корпус, основание с электродвигателем, прядильную голову, обечайку с крышкой, крыльчатку и диффузор с лопатками, изогнутыми в вертикальной плоскости и расположенными на его внутренней поверхности. Прядильная голова с обечайкой и крышкой установлена на валу электродвигателя. Крыльчатка крепится к прядильной голове, а диффузор зафиксирован на основании.
Корпуса обечайки, крыльчатки и диффузора выполнены конической формы.
Аппарат дополнительно снабжен прорезиненными опорами для ловителя, размещенными на корпусе.
В нижней части диффузора выполнены отверстия для забора воздуха.
Ширина отверстий для забора воздуха может составлять 5-6 мм.
Крыльчатка может содержать от 2 до 12 лопастей.
Крыльчатка также может быть снабжена дополнительным кольцом.
Обечайка выполнена в виде стального кольца толщиной 1-2 мм с продольными прорезями. С внутренней стороны кольца прилегает спиральный трубчатый нагревательный элемент. При этом прорези в кольце могут повторять форму спирали нагревательного элемента. Кольцо и спиральный трубчатый нагревательный элемент выполнены, как правило, из нержавеющей стали.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На Фиг. 1 показан общий вид аппарата вместе с ловителем.
На Фиг. 2 показан общий вид аппарата без ловителя.
На Фиг. 3 показан аппарат в разобранном виде.
На Фиг. 4 показано движение воздушного потока на разрезе аппарата с ловителем.
На Фиг. 5 показан разрез аппарата без ловителя.
На Фиг. 6 показан диффузор аппарата.
На Фиг. 7а показана крыльчатка аппарата (вариант без кольца).
На Фиг. 7б показана крыльчатка аппарата (вариант с кольцом).
На Фиг. 8 показан демонтаж обечайки с нагревателем.
На Фиг. 9 показана обечайка аппарата со спиральными отверстиями по форме нагревателя.
Аппарат для приготовления сахарной ваты включает корпус 1, основание 2 с электродвигателем 3, прядильную голову 4, обечайку 5 с крышкой 6, крыльчатку 7 и диффузор 8 с лопатками 9, изогнутыми в вертикальной плоскости и расположенными на его внутренней поверхности 10. Прядильная голова 4 с обечайкой 5 и крышкой 6 установлена на валу 10 электродвигателя 3.
Корпус аппарата 1 снабжен вибрационными пружинами 11, на которые установлено основание 2. Вал электродвигателя вращается со скоростью 2700-3600 об/мин. Передача электроэнергии на вращающуюся прядильную голову происходит через электрощетки 12, установленные на основании 2, на медные кольца 13 и через токоведущие шпильки 14 далее на нагреватель обечайки 5.
Аппарат имеет ручки 15 для переноски, прорезиненные опоры 16, снижающие передачу вибрации на основание 2, на котором установлен аппарат. На корпусе 1 установлены прорезиненные опоры 17 под ловитель 18. Ловитель 18 предназначен для предотвращения вылета частичек сахара в разные стороны от вращающейся прядильной головы 4.
На прядильной голове 4 установлена крыльчатка 7, которая вместе с ней вращается, формируя воздушный поток. На основании аппарата 2 установлен диффузор 8, фиксация которого производится при помощи крепежа через отверстия 19. Цилиндрический диффузор 8 в нижней части имеет отверстия 20, через которые происходит забор воздуха. Ширина отверстий 5-6 мм. Такой размер препятствует засасыванию вместе с потоком воздуха крупных насекомых, таких как осы, а также препятствует случайному попаданию пальцев оператора внутрь диффузора. На цилиндрическом корпусе диффузора 8 установлены лопатки 9. Количество лопаток подобрано таким образом, чтобы исключить попадание пальцев оператора под быстро вращающуюся крыльчатку. Форма лопаток 9 криволинейная (лопатки изогнуты в вертикальной плоскости), благодаря чему воздушный поток, создаваемый лопастями 21 крыльчатки 7, не закручивается, а ламинарно движется вверх. Это условие необходимо, чтобы, застывая, нити ваты не закручивалась в спираль, а поднималась вверх ровным столбом, что в свою очередь повышает производительность аппарата. Предложенная конструкция аппарата позволяет поднимать так называемый вертикальный столб из нитей сладкой ваты на высоту более 1 метра над аппаратом и позволяет наматывать сладкую вату при помощи палочки в клубок практически неограниченного диаметра. Наличие устойчивого вертикального столба ваты над аппаратом также позволяет тянуть его таким образом, что наматывание ваты можно производить на значительном расстоянии от аппарата (2 и более метров). При этом производительность остается достаточно высокой.
На цилиндрическом корпусе крыльчатки 7 установлены лопатки 21. Количество лопаток может быть от 2 до 12. Форма и количество лопаток подбираются достаточными для формирования воздушного потока, поднимающего сладкую вату вверх. Для крепления крыльчатки к прядильной голове 4 предусмотрены отверстия 22 на корпусе 23 крыльчатки 7. Для формирования воздушного потока может потребоваться установка дополнительно кольца 24 на корпус 23 крыльчатки 7. Это кольцо будет одновременно уменьшать поток и направлять его на некоторое расстояние от обечайки 5 аппарата.
Обечайка 5 имеет конструкцию отличную от аналогичных устройств в вышеуказанных патентах. Обечайка 5 состоит из стального кольца 25 толщиной 1-2 мм, как правило, из нержавеющей стали, так как после эксплуатации кольцо подвергается мойке в воде. Толстое кольцо необходимо для того, чтобы больше аккумулировать тепла и увеличить длину при прохождении расплавленным сахаром. Кольцо имеет продольные прорези 26 шириной 0,1-0,5 мм с шагом по высоте 3-8 мм. С внутренней стороны кольца 25 прилегает спиральный трубчатый нагревательный элемент 27, также сделанный из нержавеющей стали. Зазоры между витками нагревателя 27 не должны превышать 5-6 мм Слишком большие зазоры между витками нагревателя приведут к тому, что сахар в этом месте не будет успевать прогреваться. В результате поверхность обечайки будет использоваться не эффективно. Для фиксации расстояния между отдельными витками нагревателя 27 могут использоваться пластины 28. При этом прорези 26 в кольце 25 могут повторять форму спирали нагревателя 27. Это не позволит сахару слипаться в куски в скрытых зонах, и повысит полезную площадь обечайки, тем самым увеличивая производительность аппарата.
При работе аппарата расплавленный сахар вылетает сквозь прорези 26 стального кольца (обечайки) благодаря центробежной силе, которая образуется в результате вращения электродвигателя 3 и головы аппарата 4. Сформированный воздушный поток увлекает расплавленный сахар вертикально вверх, застывая сахар, образует тонкие нити похожие на вату. Вертикальный воздушный поток образуется благодаря вращению крыльчатки 7, забор воздуха и направление его строго вверх осуществляется благодаря диффузору 8. Тяжелые частички сахара (незначительная часть сахара), которые не увлекаются воздушным потоком, оседают на внутренней поверхности цилиндрического таза - ловителя 18.
Кроме того, чтобы производительность не снижалась, большое значение имеет быстрая замена отдельных узлов аппарата. Так, например, для упрощения процедуры разборки прядильной головы аппарата 4 предлагается целиком голову аппарата закрепить на шпильке 29, выходящей из вала электродвигателя 3. Фиксацию на валу осуществляют при помощи гайки 30. Прижим контактов нагревателя 27 к токоведущим шпилькам 31 осуществляется при помощи пластины 32, изготовленной из термостойкого пластика. Сверху на пластину 32 устанавливается дополнительный прижимной стальной швеллер 33 и гайка 34. Вся конструкция монтируется на шпильку 29, таким образом, для демонтажа обечайки 5 с нагревателем 27, при проведении технического обслуживания аппарата, достаточно снять крышку 6 и открутить только одну фиксирующую гайку 34.
Чтобы не повредить подвижные элементы аппарата при транспортировке, предусмотрены четыре фиксирующие гайки 35, расположенные на опорах 17 ловителя 18, представляющих собой резьбовые шпильки с крупной резьбой. Гайки 35 изготовлены из жесткого пластика, чтобы не повредить лакокрасочное покрытие основания 2. При закручивании гайки 35 сжимаются пружины 11, и основание 2 поджимается к корпусу 1, блокируя подвижные части аппарата в транспортном положении.
Электрическая часть аппарата работает следующим образом. При нажатии на кнопку 36 «мотор», происходит включение электродвигателя 3. Электродвигатель может быть асинхронным и трехфазным, для этого его можно подключить к одной фазе через конденсатор необходимой мощности. Для того чтобы начался нагрев обечайки, нужно нажать кнопку 37 «нагрев». Электрический ток через блок управления мощностью и электрощетки 12 будет поступать на электрический нагреватель 27 и вольтметр 38.
При этом электрическая цепь сделана таким образом, что при выключенном электродвигателе (кнопка 36 «мотор») напряжение на нагреватель 27 можно подать напрямую, минуя регулятор мощности, нажав и удерживая кнопку 40 «быстрый старт». Это обеспечивает быстрый прогрев обечайки даже при отключенном электродвигателе 3. Из-за того, что кнопку 40 «быстрый старт» нужно постоянно удерживать повышается контроль со стороны оператора, что исключает перегрев обечайки 5.
Функция быстрого разогрева позволяет прогреть обечайку аппарата и получить готовую сладкую вату уже через 30 секунд после начала работы, что также повышает производительность аппарата. Нажатие и удержание кнопки «быстрый старт» позволяет обойти защиту аппарата и напрямую на обечайку подать максимальную мощность даже при выключенном электродвигателе. Из-за того, что кнопка «быстрый старт» без фиксации и нагрев осуществляется только при ее удержании оператором, исключен процесс перегрева обечайки и как следствие повреждение нагревательного элемента, так как оператор вынужден находиться рядом с аппаратом и контролировать процесс.
Регулятор мощности необходим для изменения интенсивности нагрева обечайки, косвенно контролируя температуру на поверхности обечайки. Температура на поверхности является важным фактором, так как от этого зависит качество ваты при различных условиях окружающей среды. Для стабильной работы аппарата температура на поверхности обечайки должна находиться в диапазоне 120-140°С. Рукоятка 39 регулятора мощности вынесена на панель управления корпуса аппарата 1. Наличие стрелочного или цифрового вольтметра 38 на панели управления позволяет визуально контролировать уровень интенсивности нагрева обечайки 5.
В цепи управления может быть предусмотрен фильтр подавления электромагнитный помех. Он необходимо для снижения уровня помех от регулятора мощности в электрическую сеть, так как большинство регуляторов мощности основаны на принципах ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Для предотвращения короткого замыкания в случае повреждения одного из электрокомпонентов аппарата в сети управления может быть установлен предохранитель.
Предложенное изобретение позволяет значительно увеличить производительность аппарата для приготовления сладкой ваты.