УСТРОЙСТВО БЛЕНДЕРА С УЗЛОМ НОЖА
BLENDER DEVICE WITH BLADE ASSEMBLY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству блендера, содержащему узел ножа, включающий в себя режущую пластину ножа, закрепленную на приводимом во вращение валу ножа, причем режущая пластина имеет конец ножа на дистальном конце, радиально удаленном от вала ножа, и узел подавателя, включающий в себя режущую пластину подавателя, закрепленную на приводимом во вращение валу подавателя, при этом режущая пластина подавателя имеет конец на дистальном конце, радиально удаленном от вала подавателя.
Предпосылки изобретения
Устройства блендера с множеством режущих пластин известны из международной публикации WO 2005/011933A2. Устройство в соответствии с WO 2005/011933A2 содержит приводной вал, зубчатую передачу и узлы режущих пластин. Каждый узел режущей пластины включает в себя режущую пластину, закрепленную на конце вала режущей пластины. Валы режущих пластин наклонены от вертикального положения к стенке емкости. Зубчатая передача зацепляется с узлами режущих пластин. Приводной вал зацепляется с зубчатой передачей и заставляет узлы режущих пластин вращаться во время работы. Зубчатая передача содержит понижающие передачи, которые включены в зубчатую передачу блендера. Каждый узел режущей пластины может управляться отдельной зубчатой передачей.
Приготовление пюре, измельчение, приготовление эмульсии и перемешивание являются общеизвестными операциями для приготовления пищи, которые могут удобно выполняться устройствами блендера. Применения могут быть очень разнообразными. Операция смешивания может выполняться со смесями, содержащими смесь ингредиентов, например, для приготовления пищи в соответствии с конкретным рецептом, или с одним ингредиентом во время подготовки ингредиентов. Консистенцию смесей получают от, по существу, вязкой до текучей среды. Количество смесей и материала для смешивания может изменяться в значительной степени.
Небольшие количества смеси не могут обрабатываться, в то время как большие количества не могут полностью или равномерно обрабатываться. Часто приходится прибегать к открытию крышки и перемешиванию массы или смеси в емкости столовым предметом до тех пор, пока процесс не начнется снова. Особенно, когда происходит перемешивание при работающих режущих пластинах, эта процедура может стать опасной. Проблема, как отмечают, возникает в основном в смесях, имеющих высокую вязкость.
Краткое описание настоящего изобретения
Целью настоящего изобретения является создание устройства блендера типа, описанного во вступительной части, которое позволяет эффективно смешивать вязкие смеси.
В соответствии с настоящим изобретением эта цель осуществляется за счет того, что конец подавателя способен приводится в движение на более низкой окружной скорости, чем конец ножа.
В дальнейшем используется так называемая угловая скорость, т.е., скорость углового смещения вращающегося тела в заданном направлении, таком как, например, по часовой стрелке или против часовой стрелки вокруг оси вращения. Угловая скорость измеряется в градусах в единицу времени, радианах в единицу времени или оборотах в единицу времени. В результате угловой скорости точки вращающегося тела, которые расположены в радиусе от оси вращения, имеют окружную скорость. Скоростью является скорость изменения положения в конкретном направлении. Величина скорости обычно измеряется в таких единицах, как метры в секунду (м/сек), футы в секунду (фут/сек) и мили в час (миль/ч). Точки вращающегося тела, которые расположены в радиусе от оси вращения, описывают круговые орбиты. Окружной скоростью является скорость изменения положения таких точек в направлении, которое является касательным к их орбитам. Величина окружной скорости точки вращающегося тела определяется посредством умножения угловой скорости вращающегося тела на радиус от оси вращения вращающегося тела до рассматриваемой точки.
В блендерах известного уровня техники режущие пластины ножа вращаются во время работы на угловой скорости, которая является относительно высокой, для обеспечения эффективного процесса смешивания. В блендерах известного уровня техники такая угловая скорость имеет собственные значения в диапазоне 9000-20000 оборотов в минуту. Концы режущих пластин могут быть расположены на расстоянии нескольких сантиметров от оси вращения вала, на котором закрепляются концы. Поскольку эти концы вращаются на вышеупомянутых высоких угловых скоростях, их окружная скорость может достигать значений 150 километров в час или даже больше в зависимости от нагрузки процесса смешивания и вязкости смеси.
При таких высоких окружных скоростях небольшие эффекты происходят в смеси около режущих кромок и концов. Масштаб, при котором происходят эти эффекты, соответствует собственным размерам режущих кромок и формам концов, а также размерам ножа или режущих пластин подавателя в радиальном направлении от оси вращения. Во время резки возникает сила между режущими кромками, а также кусочками и частицами в смеси. Предпочтительно, чтобы для эффективного процесса резки эти силы использовались в качестве больших усилий или ударных нагрузок в течение короткого периода времени. Следовательно, эффективный процесс резки на режущих кромках и вокруг них отличается достаточной ударной силой между режущими кромками и частицами в смеси. Ударной силой является большое усилие или ударная нагрузка, прикладываемая в течение короткого периода времени. Такая сила может оказывать большее воздействие, чем меньшая сила, приложенная в течение пропорционально более длинного периода времени. Высокие окружные скорости режущих кромок и концов необходимы для создания ударных сил, которые требуются для эффективной резки.
При критическом значении окружной скорости концов, пустоты или воздушные пузырьки начинают появляться в смеси вокруг режущих кромок. При увеличении окружной скорости концов выше критического значения, количество пустот или воздушных пузырьков так же увеличивается. Если окружная скорость намного выше критического значения окружной скорости, концы и режущие кромки перемещаются в значительной степени или в основном бесполезно через пустоты или воздушные пузырьки, так как эти пустоты обеднены любой смесью, которую режут или смешивают. В таком состоянии свежая смесь не перемещается к режущим кромкам, и режущие кромки продолжают неэффективно вращаться в воздушных пузырьках, захваченных смесью. В таком состоянии необработанная смесь не перемещается к режущим кромкам, и процесс смешивания требует вмешательства пользователя для подвода необработанной смеси к режущим кромкам. Особенно, вязкие смеси, которые имеют высокую сопротивляемость прохождению, отличаются относительно низким критическим значением окружной скорости и соответствующими проблемами.
Выше критической окружной скорости массовое перемещение смеси является трудным. Особенно, концы режущих пластин и их радиальные расстояния до оси вращения являются важными параметрами в отношении критической окружной скорости. В исходном положении, т.е., во время первого этапа процесса смешивания материал вокруг режущих пластин может быть разрезан в результате воздействия ударных сил, создаваемых за счет окружной скорости концов. Однако, на последующем этапе после начального этапа эффективная циркуляция - перемещение свежего материала к режущим кромкам и удержание потока смеси вдоль режущих пластин, нарушается, отсутствует или не происходит, поскольку упомянутая окружная скорость концов режущих пластин выше критической окружной скорости, что приводит к образованию воздушных пузырьков, как описано выше.
С одной стороны, окружная скорость концов режущих пластин выше критического значения окружной скорости необходима для создания ударных сил, которые создают эффективную резку. С другой стороны, окружная скорость, которая ниже критического значения окружной скорости, является слишком низкой для обеспечения эффективной резки, но предотвращает эффект воздушных пузырьков или эффект полостей, как описано выше. Ниже критического значения окружной скорости режущие пластины оказывают центробежную силу на смесь, таким образом, отклоняя смесь, в то время как одновременно резка или предварительная резка может быть осуществлена подавателем. Посредством приведения в действие конца подавателя на более низкой окружной скорости, чем окружная скорость конца ножа, узел подавателя выполняет массовое перемещение смеси, в то время как одновременно узел подавателя может осуществлять некоторую резку или предварительную резку более крупных частиц. Узел подавателя преимущественно и эффективно разрезает смесь, которая подается узлом подавателя в зону действия узла ножа. Таким образом, посредством приведения в движение конца подавателя на более низкой окружной скорости, чем конца ножа, вязкие смеси могут эффективно смешиваться.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения режущая пластина подавателя содержит средства для перемещения смеси к узлу ножа.
Узел подавателя имеет функцию резки, а также функцию подачи. Функция подачи может быть улучшена средствами для перемещения смеси к узлу ножа. Функция резки режущей пластины подавателя может быть, например, осуществлена узким и острым выступом, подобным ножу, режущей пластины подавателя в направлении окружной скорости конца подавателя. Такая форма, которая может быть оптимизирована относительно предварительной резки смеси, может не быть конкретно подходящей для захвата и направления предварительно разрезанной смеси к узлу ножа. Функция подачи может быть улучшена с помощью средств для перемещения. Средства для перемещения могут, например, быть выполнены таким образом, что высота режущей пластины подавателя, т.е. ее выступ в направлении ее окружной скорости, увеличивается. Это может, например, быть выполнено посредством прикрепления ребра к режущей пластине подавателя, так что ребро проходит в радиальном направлении вдоль режущей пластины подавателя и в направлении, перпендикулярном режущей пластине подавателя, т.е., направление, которое параллельно оси вращения режущей пластины подавателя. В качестве альтернативы, средства для перемещения могут быть выполнены посредством сгиба участка режущей пластины подавателя, причем линия сгиба проходит в радиальном направлении. В качестве альтернативы, режущая пластина подавателя может быть изогнута в направлении, которое перпендикулярно оси вращения режущей пластины подавателя и перпендикулярно радиальному направлению, в котором проходит режущая пластина подавателя. Такие конструктивные эквиваленты имеют технический эффект, заключающийся в том, что ингредиенты смеси захватываются средствами для перемещения, так как эти средства проходят в направлении, которое перпендикулярно поверхности режущей пластины подавателя. Затем, компоненты увлекаются во вращательном движении вокруг оси вращения узла подавателя. При перемещении с вращением средства для перемещения прикладывают центробежные силы к компонентам, так как средства для перемещения проходят в радиальном направлении режущей пластины подавателя. Под действием этих центробежных сил компоненты принудительно перемещаются в радиальном направлении от оси вращения узла подавателя по направлению к узлу ножа.
Высота средств для перемещения влияет на эффективность процесса смешивания. В общем, высота средства для перемещения, т.е., их размеры в направлении, параллельном оси вращения узла подавателя должны увеличиваться, когда окружная скорость конца подавателя уменьшается. В диапазоне окружных скоростей конца подавателя 10-90% окружной скорости конца ножа высота средств для перемещения должна находиться в диапазоне 8-0,5 мм, соответственно, для обеспечения эффективного процесса смешивания. В диапазоне окружных скоростей конца подавателя 60-80% окружной скорости конца ножа высота средств для перемещения должна находиться в диапазоне 4-2 мм, соответственно для обеспечения эффективного процесса смешивания.
Подаватель имеет функцию перемещения смеси и приводится в движение с угловой скоростью, при которой центробежные силы создаются между средствами перемещения подавателя и смесью. Практическое или фактическое значение угловой скорости, на которой вал подавателя должен приводиться в движение, зависит от радиуса конца подавателя, то есть радиального расстояния между концом подавателя и осью вращения вала подавателя. При большом радиусе конца подавателя угловая скорость вала подавателя должна быть адаптирована, т.е., уменьшена, соответственно, так как произведение угловой скорости вала подавателя и радиуса конца подавателя определяет окружную скорость конца подавателя.
В соответствии с настоящим изобретением нож приводится в движение на угловой скорости, на которой происходит эффективная резка. Практическое или фактическое значение угловой скорости, на которой вал ножа должен приводиться в движение, по существу, зависит от радиуса конца ножа, то есть радиального расстояния между концом ножа и осью вращения вала ножа. При большом радиусе конца ножа угловая скорость вала ножа должна быть адаптирована, соответственно, так как произведение угловой скорости и радиуса конца ножа определяет окружную скорость конца ножа.
В предпочтительном варианте осуществления блендера в соответствии с настоящим изобретением конец подавателя способен приводиться в движение на окружной скорости 60-80% от окружной скорости конца ножа.
Действие, как описано выше, является очень эффективным, если конец подавателя приводится в движение на окружной скорости, входящей в вышеупомянутый диапазон. Узел подавателя может выполнять функцию резки помимо функции перемещения смеси к узлу ножа. Если окружная скорость концов подавателя является очень низкой, перемещение очень вязких веществ все еще происходит, но взаимодействие конца подавателя и смеси является слишком незначительным для осуществления резки или предварительной резки частиц и кусочков, присутствующих в смеси. Эта предварительная резка способствует уменьшению времени и энергии, которые необходимы для выполнения процесса смешивания. Окружная скорость конца подавателя является оптимальной для предварительной резки частиц и кусочков смеси и, затем, подачи этих частиц и кусочков на узел ножа в подходящем для обработки размере. Эффективность узла ножа зависит среди прочего от размера кусочков твердых ингредиентов, которые подаются на его режущие пластины. Размер кусочков твердых ингредиентов соответствует массе этих кусочков и влияет на ударное взаимодействие между режущими кромками и ингредиентами. Окружная скорость конца режущей пластины подавателя также влияет на объемный расход кусочков твердых ингредиентов, которые подаются на узел ножа. В вышеупомянутом диапазоне окружной скорости конца подавателя как размер, так и объемный расход являются благоприятными для получения эффективного и, кроме того, экономичного процесса смешивания.
Если окружная скорость конца подавателя является слишком низкой, эффект подачи уменьшается, и время, которое необходимо для создания однородной смеси, увеличивается. Окружная скорость конца подавателя должна быть больше 10% окружной скорости конца ножа. Если окружная скорость конца подавателя является слишком высокой, эффект подачи также уменьшается, как объяснено выше, так как перемещение смеси становится менее эффективным, и время, которое необходимо для создания однородной смеси, увеличивается. Окружная скорость конца подавателя должна быть меньше 90% окружной скорости конца ножа.
Если окружная скорость конца подавателя увеличивается от 10% окружной скорости конца ножа до 60% окружной скорости конца ножа поэтапно на 5% окружной скорости конца ножа, соответственно, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60% окружной скорости конца ножа, эффект подачи повышается на каждом этапе, и время, которое необходимо для создания однородной смеси, соответственно, уменьшается на каждом этапе.
Если окружная скорость конца подавателя уменьшается от 90% окружной скорости конца ножа до 80% окружной скорости конца ножа поэтапно на 2% окружной скорости конца ножа, соответственно, 90, 88, 86, 84, 82, 80% окружной скорости конца ножа, эффект подачи повышается на каждом этапе, и время, которое необходимо для создания однородной смеси, соответственно, уменьшается на каждом этапе.
Предпочтительно, окружная скорость конца подавателя составляет 60-80% окружной скорости конца ножа, если блендер загружен смесью, которую необходимо обработать. Вышеупомянутые значения используются в ситуации, в которой блендер загружен смесью высокой вязкости. Если блендер разгружен, т.е., работает вхолостую, узел ножа может приводиться в движение на окружной скорости, которая значительно выше 80%, чтобы учитывать падение окружной скорости конца ножа, когда нож и приводной узел, приводящий в движение нож, загружены смесью. Падение окружной скорости будет зависеть от нескольких параметров системы смешивания, таких как мощность приводного узла, вязкость и количество смеси и т.д. Для ненагруженного блендера окружная скорость конца подавателя составляет предпочтительно 40-90% окружной скорости конца ножа.
В предпочтительном варианте осуществления блендера в соответствии с настоящим изобретением средства для перемещения проходят на расстояние менее 4 мм и более 2 мм от поверхности режущей пластины подавателя.
Упомянутые размеры являются оптимальными при приведении в движение конца подавателя на окружной скорости, которая составляет 60-80% окружной скорости конца ножа. Если окружная скорость конца подавателя увеличивается, расстояние прохождения средств для перемещения может быть уменьшено. Эффективность расстояния прохождения или высота средств для перемещения зависит среди прочего от окружной скорости, при которой конец подавателя приводится в движение. Если окружная скорость конца подавателя является низкой, такой как 10% окружной скорости конца ножа, расстояние прохождения или высота средств для перемещения может иметь значение 8 мм для осуществления эффективного перемещения. Если окружная скорость конца подавателя является высокой, такой как 90% окружной скорости конца ножа, расстояние прохождения или высота средств для перемещения может иметь значение 0,5 мм для осуществления эффективного перемещения.
Если окружная скорость конца подавателя увеличивается от 10% окружной скорости конца ножа до 60% окружной скорости конца ножа поэтапно на 5% окружной скорости конца ножа, соответственно, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60% окружной скорости конца ножа, высота средств для перемещения соответственно и равномерно уменьшаться, т.е. 8, 7,6, 7,2, 6,8, 6,4, 6,0, 5,6, 5,2, 4,8, 4,4 и 4,0 мм соответственно.
Если окружная скорость конца подавателя увеличивается от 60% окружной скорости конца ножа до 80% окружной скорости конца ножа поэтапно на 2% окружной скорости конца ножа, соответственно, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78 и 80% окружной скорости конца ножа, высота средств для перемещения соответственно и равномерно уменьшаться, т.е. 4,0, 3,8, 3,6, 3,4, 3,2, 3,0, 2,8, 2,6, 2,4, 2,2 и 2,0 мм соответственно.
Если окружная скорость конца подавателя увеличивается от 80% окружной скорости конца ножа до 90% окружной скорости конца ножа поэтапно на 1% окружной скорости конца ножа, соответственно, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 и 90% окружной скорости конца ножа, высота средств для перемещения соответственно и равномерно уменьшаться, т.е. 2, 1,85, 1,70, 1,55, 1,40, 1,25, 1,10, 0,95, 0,80, 0,65 и 0,5 мм соответственно.
В варианте осуществления в соответствии с настоящим изобретением конец подавателя способен приводиться в движение на окружной скорости, причем окружная скорость изменяется во время процесса смешивания в соответствии с заданным графиком.
Центробежная сила, которую оказывает на смесь подаватель, изменяется в соответствии с заданным графиком. Эффективное перемещение может быть улучшено за счет понимания того, что смесь содержит смесь больших кусочков и частиц, которые имеют различные размеры, массы и клейкость, что является отличительным свойством смеси. С одной стороны, нелипкие и тяжелые большие кусочки могут быть легко отброшены от режущей пластины подавателя на низкой угловой скорости режущей пластины подавателя. С другой стороны, небольшие частицы малой массы могут прочно прилипать к режущей пластине подавателя, что требует другой центробежной силы, оказываемой режущей пластиной подавателя, и соответствующей другой окружной скорости упомянутой режущей пластины подавателя. Посредством обдуманного выбора окружной скорости режущей пластины подавателя из диапазона окружных скоростей, разные компоненты смеси могут эффективно перемещаться, причем каждый компонент имеет свою предпочтительную соответствующую окружную скорость конца подавателя. Заданный график может преимущественно использоваться во время начала процесса смешивания. Заданный график может быть приспособлен к типу смеси, которая подготовлена. Смеси высокой вязкости требуют другой графика, чем смеси низкой вязкости.
Заданный график может преимущественно использоваться в начале процесса смешивания для предотвращения того, чтобы ингредиенты не начали разбрызгиваться беспорядочно. Такое разбрызгивание может вызвать ненужную порчу смеси на наружной стороне емкости, или ненужное загрязнение емкости. Если не используется заданный график, т.е., смешивание начинается, например, на максимальной окружной скорости, кусочки и компоненты в смеси могут подбрасываться на верхние стенки емкости или крышку емкости и прилипать там во время остального процесса смешивания без соответствующей обработки. Если после обработки или смешивания смесь выливают из емкости, эти несмешанные отложения могут увлекаться вместе с обработанной смесью и испортить качество смеси. По этим причинам, обычно, предпочтительно, иметь устройство блендера, содержащее узел ножа или узел подавателя, включающий в себя режущую пластину, закрепленную на приводимом во вращение валу, причем режущая пластина имеет конец на дистальном конце, радиально удаленным от вала, причем вал способен приводиться в движение приводным узлом, причем конец способен приводиться в движение на окружной скорости, которая изменяется во время смешивания в соответствие с заданным графиком. Этот технический признак заданного графика может также преимущественно использоваться для изоляции конца ножа, который способен приводиться в движение на окружной скорости, которая ниже окружной скорости конца ножа, т.е., заданный график также будет улучшать процесс смешивания, если окружные скорости конца подавателя и конца ножа не способны регулироваться в соответствии с настоящим изобретением.
В еще одном варианте осуществления устройства блендера в соответствии с настоящим изобретением вал подавателя имеет ось вращения подавателя, и вал ножа имеет ось вращения ножа, в котором конец подавателя имеет расстояние конца подавателя до оси вращения подавателя, и конец ножа имеет расстояние конца ножа до оси вращения ножа, при этом разность между расстоянием конца подавателя и расстоянием конца ножа меньше 75% расстояния конца ножа.
Так как разность меньше упомянутых 75%, общие размеры узла подавателя и узла ножа являются подобными или, по меньшей мере, в том же порядке величины. Если общие размеры равны, то это имеет преимущество в том, что режущие пластины подавателя и ножа могут быть выполнены при низких затратах, так как может использоваться одно и то же оборудование для изготовления частей, из которых могут быть выполнены как режущие пластины подавателя, так и режущие пластины ножа. Если общие размеры режущей пластины подавателя и режущей пластины ножа подобны, вышеописанные преимущества эффективного перемещения и резки во время смешивания особенно заметны. Общие размеры подавателя и ножа, при которых эффективно происходит смешивание, среди прочего зависят от формы режущих пластин подавателя и ножа. Форма режущей пластины подавателя может, например, быть приспособлена для обеспечения эффективного смещения ингредиентов в смеси. Такая приспособленная форма подавателя может отличаться от формы ножа. Режущие пластины подавателя и ножа могут быть наклонены относительно своих осей вращения. Примеры таких адаптаций подавателя и ножа будут описаны более подробно в данном документе ниже. Обычно, упомянутые адаптации влияют на оптимальные значения общих размеров подавателя и ножа и, конкретно, на расстояние конца подавателя и расстояние конца ножа.
Адаптации режущих пластин подавателя и ножа по размеру, форме и ориентации относительно их осей вращения могут требовать оптимального значения для расстояния конца подавателя, которое отличается от, что означает, что не равен, расстояния конца ножа. Это вызвано асимметриями формы потока, что может обеспечивать интенсивное перемещение смеси вдоль узлов ножа и подавателя, и, следовательно, лучшее смешивание. Такие асимметрии могут быть легко получены посредством использования расстояния конца подавателя, которое отличается от расстояния конца ножа. В общем, существуют три возможности. В первой возможной конструкции расстояние конца подавателя превышает расстояние конца ножа. В этой первой конструкции угловая скорость оси подавателя должна быть значительно меньше угловой скорости оси ножа для приведения в движение конца подавателя на низкой окружной скорости, чем окружная скорость конца ножа. Во второй конструкции расстояние конца подавателя равно расстоянию конца ножа для компенсации большего расстояния конца подавателя. В этой второй конструкции угловая скорость оси подавателя должна быть меньше угловой скорости оси ножа для приведения в движение конца подавателя на низкой окружной скорости, чем окружная скорость конца ножа. В третьей конструкции расстояние конца подавателя меньше расстояния конца ножа. В этой третьей конструкции может быть возможным, чтобы угловая скорость оси подавателя была равна или превышала угловую скорость оси ножа, но угловая скорость оси подавателя не может увеличиваться настолько, чтобы окружная скорость конца подавателя превышала окружную скорость конца ножа. В основном, предпочтительно, для эффективного процесса смешивания использовать расстояние конца подавателя, которое больше расстояния конца ножа.
Краткое описание чертежей
Эти и другие аспекты блендера в соответствии с настоящим изобретением будут дополнительно объяснены и описаны со ссылкой на чертежи, на которых
фиг.1 - перспективный вид устройства блендера в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - перспективный вид узла ножа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 - перспективный вид узла подавателя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 - вид в разрезе режущей пластины подавателя на фиг.3;
фиг.5 - вид в разрезе режущей пластины подавателя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.6 - вид в разрезе режущей пластины подавателя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.7 - перспективный вид варианта осуществления подавателя и ножа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.8 - диаграмма, изображающая круговые орбиты и скорости подавателя и ножа на фиг.7;
фиг.9 - заданный график угловой скорости узла ножа.
Подробные варианты осуществления
Фиг.1 изображает вариант осуществления устройства 10 блендера в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 10 блендера включает в себя основание 12 и емкость 14. Емкость 14 установлена на основании 12 таким образом, что она закреплена на основании 12 во время смешивания смеси ингредиентов (не показаны). Емкость 14 может сниматься с основания 12, например, для очистки емкости 14. Емкость 14 может быть выполнена из любого материала или комбинации материалов. Емкость 14 выполнена из прозрачного материала, чтобы пользователь мог наблюдать за процессом смешивания и потоком ингредиентов в емкости 14 во время процесса смешивания. Однако, материалом может также быть другой материал, который не является прозрачным, такой как нержавеющая сталь. Емкость имеет носик 16, который образован на стенке 18 емкости 14 на открытой стороне 20 емкости 16. Основание 12 блендера расположено на нижней стороне 22 емкости 14. Узел 24 ножа и узел 25 подавателя размещены рядом с основанием 12. Узел 22 ножа содержит нож 26 (показан на фиг.2). Узел 25 подавателя содержит подаватель 62 (показан на фиг.3). Подаватель 62 закреплен на валу 64 подавателя. Нож 26 закреплен на валу 30 ножа. Вал 30 ножа и вал 64 подавателя способны приводиться во вращение приводным узлом 100, который размещен в основании 12. Приводной узел 100 не показан. На нижеследующих чертежах подобные ссылочные позиции обозначают подобные элементы.
На фиг.2 изображен перспективный вид ножа 26 на фиг.1. Стрелка 50 указывает заданное направление вращения ножа 26. Нож 26 может, например, быть отштампован из металлического листа. В варианте осуществления, изображенном на фиг.2, нож имеет центральный участок 27 и четыре участка, которые образуют режущие пластины 28 ножа. Режущие пластины 28 ножа согнуты вокруг линий 39 сгиба относительно центрального участка 27. Каждая режущая пластина 28 ножа выполнена с режущими кромками 29. Так как режущие пластины 28 ножа согнуты относительно центрального участка 27, режущие кромки 29 могут работать на разных уровнях, таким образом, увеличивая зону действия ножа 26 над и под плоскостью, содержащей центральный участок 27. Нож 26 изображен отсоединенным от вала 30 ножа. Только часть 34 вала 30 ножа схематично изображена на фиг.2. Часть 34 вала 30 ножа соответствует отверстию 32 в режущей пластине 28 ножа. Отверстие 32 является прямоугольным и соответствует прямоугольному поперечному сечению части 34. В качестве альтернативы, отверстие 32 может иметь другую форму, например, форму асимметричного многоугольника, которая соответствует подобному поперечному сечению в виде многоугольника части 34. За счет использования асимметричной формы отверстия 32 и асимметричного поперечного сечения части 34, которое соответствует отверстию 32, предотвращено, чтобы режущая пластина 28 ножа устанавливалась в перевернутом положении после разборки узла ножа, например, для целей очистки или технического обслуживания.
Центральный участок 27 перпендикулярен оси 38 вращения ножа 26. Линия 40 параллельна центральному участку 27 и перпендикулярна оси 38 вращения вала 30. Линия 40 пересекается с осью 38 в отверстии 32. Режущие пластины 28 ножа согнуты вокруг линий 39 сгиба под углами 42 сгиба. Каждая режущая пластина 28 ножа 26 содержит конец 36 на дистальном конце режущей пластины, т.е., на конце режущей пластины, который радиально удален от оси 38 вращения. Радиальное расстояние между концом 36 ножа и осью 38 вращения указано стрелкой 44 и будет называться радиусом конца ножа. Радиус 44 конца ножа зависит от величины угла 42 сгиба, общего размера центрального участка и длины режущей пластины. Например, посредством использования разных углов сгиба для каждой режущей пластины 28 ножа, каждая режущая пластина может быть выполнена с разным радиусом 44 конца ножа при одновременном прохождении зоны действия ножа в направлении оси 38 вращения.
На фиг.3 схематично изображен подаватель 62 устройства 10 блендера. Стрелка 150 указывает заданное направление вращения подавателя 62. Направление вращения является таким, что частицы и компоненты смеси подвергаются ударному воздействию режущих кромок 629 на режущих пластинах 628 подавателя. Подаватель 62 может быть отштампован из металлического листа подобно ножу 26. В варианте осуществления, изображенном на фиг.3, подаватель имеет центральный участок 627 и четыре участка, которые образуют режущие пластины 628 подавателя. В качестве альтернативы, подаватель может быть выполнен из двух расположенных друг над другом частей в виде полос, причем каждая полоса имеет центральный участок и две режущих пластины на концах полосы, причем обе полосы соединены с осью при помощи отверстия на центральном участке (не показано). На фиг.3 режущие пластины 628 подавателя согнуты вокруг линий 639 сгиба относительно центрального участка 627, подобно тому, как указано в отношении ножа 26. Каждая режущая пластина 628 подавателя выполнена с режущими кромками 629. Эти режущие кромки 629 предварительно разрезают большие кусочки в смеси перед тем, как эти кусочки переместятся к ножу 26. Так как режущие пластины 628 согнуты относительно центрального участка 627, режущие кромки 629 могут работать на разных уровнях, таким образом, увеличивая зону действия подавателя 62 в направлении оси 638 вращения подавателя 62.
Подаватель 62 изображен отсоединенным от вала 64 подавателя. Подаватель 62 может устанавливаться на вал 64 подавателя через отверстие 632. Только часть 65 вала 64 подавателя изображена на фиг.3. Часть 65 вала 64 подавателя соответствует отверстию 632 на центральном участке 627 подавателя 62. Отверстие 632 является прямоугольным и соответствует прямоугольному поперечному сечению части 634. В качестве альтернативы, отверстие 632 может иметь другие формы, например, форму асимметричного многоугольника, которая соответствует подобному поперечному сечению в виде многоугольника части 65. Посредством использования асимметричной формы отверстия и поперечного сечения части 65, которое соответствует асимметричной форме отверстия, можно предотвратить, чтобы подаватель 62 устанавливался в перевернутом положении после разборки узла 25 подавателя, например, для целей очистки или технического обслуживания. Предпочтительно, отверстие 632 в подавателе 62 должно отличаться от отверстия 32 в ноже 26, чтобы не спутать по ошибке подаватель 62 с ножом 26. Такой обмен может привести к установке подавателя 62 на вал 30 ножа и наоборот.
Центральный участок 627 перпендикулярен оси 638 вращения подавателя 62. Линия 640 параллельна центральному участку 627 и перпендикулярна оси 638 вращения вала 64 подавателя. Линия 640 пересекается с осью 638 в отверстии 632. Режущие пластины 628 подавателя согнуты вокруг линий 639 сгиба под углами сгиба. Такой угол сгиба указан криволинейной стрелкой 642. В варианте осуществления на фиг.3 режущие пластины 628 подавателя содержат четыре конца 636 подавателя. Каждая режущая пластина 628 имеет дистальный конец или конец 636 подавателя, который радиально удален от оси 638 вращения. Радиальное расстояние между концом 636 подавателя и осью 638 вращения указано стрелкой 644 и будет называться радиусом 644 конца подавателя. Радиус 644 конца подавателя зависит от величины угла 642 сгиба, длины режущей пластины подавателя и размеров центрального участка 627. Посредством использования разных углов сгиба для каждой режущей пластины 628 подавателя, каждая режущая пластина 628 может быть выполнена с разным радиусом 644 конца подавателя. Посредством выполнения режущих пластин 628 подавателя с разными углами 642 сгиба, зона действия подавателя может быть увеличена. То же самое применяется в отношении адаптации углов 42 сгиба режущих пластин 28 (фиг.2). В зависимости от радиусов 44 конца ножа и радиусов 644 конца подавателя, а также угловых скоростей вала подавателя и вала ножа углы 42 и 642 сгиба могут выбираться таким образом, чтобы оптимизировать эффективность устройства 10 блендера.
Режущие пластины 628 подавателя имеют ребра 646, которые проходят от оси 638 вращения в радиальном направлении, как указано стрелкой 650. В изображенном варианте осуществления каждая режущая пластина имеет одно ребро. В качестве альтернативы, средство для перемещения может содержать более одного ребра на режущей пластине, например, два ребра, которые расположены параллельно. Так как разные режущие пластины 628 подавателя могут иметь ненулевые углы 642 сгиба, ребра 646 не могут быть перпендикулярны оси 638. Следовательно, эти ребра также проходят в направлении, параллельном оси 638 вращения. Ребра 646 имеют перемещающую наружную поверхность или поверхность 648, которая обращена в направлении окружной скорости конца 636 подавателя (фиг.4). Ингредиенты смеси могут предварительно разрезаться режущими кромками 629 режущих пластин 628 подавателя. Последовательно во время предварительной резки режущие пластины 628 подавателя проталкивают предварительно разрезанный материал. Передняя часть режущей пластины подавателя около режущих кромок 629 является узкой и острой для осуществления резки. Такая узкая форма в виде ножа режущей пластины подавателя не особенно подходит для перемещения смеси. Перемещающая передняя поверхность 648 расположена под углом к окружной скорости для получения достаточной возможности захватывать ингредиенты, находящиеся в смеси. Подаватель 62 приводится в действие таким образом, что окружная скорость его конца 636 меньше окружной скорости конца ножа 36. Хороший баланс между функциями резки и подачи подавателя может быть получен, если подаватель 62 имеет перемещающую поверхность 648. Перемещающие поверхности 648 захватывают ингредиенты, находящиеся в смеси, и переносят их во вращательном движении. Во время этого вращательного движения центробежные силы способны поддерживаться между перемещающими поверхностями и ингредиентами, которые захватываются этими поверхностями. Перемещающие поверхности 648 препятствуют тому, чтобы ингредиенты оставляли подаватель 62 до того, как они достигнут непосредственную зону взаимодействия между подавателем 62 и ножом 26. Циркуляция смеси может эффективно поддерживаться.
Фиг.4 - вид в разрезе по линии IV-IV' режущей пластины 628 подавателя, как изображено на фиг.3. Окружная скорость режущей кромки 629 указана стрелкой 654. Ребро 646 ориентировано под острым углом к верхней поверхности режущей пластины 628 подавателя. Угол ребра указан криволинейной стрелкой 650. Угол может также иметь разные величины. Высота ребра относительно верхней поверхности 656 режущей пластины 628 подавателя указана стрелкой 652. Оптимальное значение для высоты 652 зависит от окружной скорости конца подавателя. Было получено путем наблюдения, что высота средства 646 для перемещения связана с окружной скоростью подавателя, так что для предотвращения образования пустот в смеси, окружная скорость конца подавателя должна быть уменьшена до предпочтительного значения 60-80% окружной скорости конца ножа. При уменьшении окружной скорости конца подавателя без использования каких-либо средств для перемещения смеси, таких как ребра 646, подача является менее эффективной для процесса смешивания по сравнению с уменьшением окружной скорости конца подавателя в сочетании со средствами для перемещения смеси, такими как ребра 646. Даже более улучшенный эффект подачи, получаемый при использовании ребер 46, является оптимальным при высотах 652 ребра от 4 до 2 мм, причем высота 4 мм используется на окружной скорости конца подавателя 60% окружной скорости конца ножа, и высота 2 мм используется на окружной скорости конца подавателя 80% окружной скорости конца ножа, т.е., оптимальное значение для высоты 652 средств 646 для перемещения уменьшается при увеличении окружной скорости конца подавателя.
Фиг.5 - вид в разрезе режущей пластины 628 подавателя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Режущая пластина 628 подавателя имеет средства 646 для перемещения смеси. В варианте осуществления на фиг.5 средства 646 образованы при помощи согнутой выступающей части режущей пластины 628 подавателя. Преимуществом такой согнутой выступающей части является непрерывный переходный участок от верхней поверхности режущей пластины подавателя к перемещающей поверхности 648. Непрерывный переходный участок способствует легкой очистке и предотвращает отложение частиц или компонентов 647 в смеси на переходном участке от верхней поверхности 656 к передней поверхности 648. Такое отложение может служить помехой для эффективного перемещения смеси вдоль узла подавателя. Изгиб задней части режущей пластины 628 подавателя, как показано на фиг.5, является рентабельным способом изготовления режущей пластины подавателя, так как изгиб экономит дополнительный этап процесса закрепления средства 648 перемещения на режущей пластине 628 подавателя.
Фиг.6 - вид в разрезе режущей пластины 628 подавателя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Режущая пластина 628 подавателя имеет изогнутое средство 646 перемещения, однако, отличное от средства перемещения, как изображено на фиг.5. Степень, при которой средство 646 перемещения изогнуто, меньше, чем показано на фиг.5. Это приводит к другому эффекту функции захвата. Такая другая функция может преимущественно использоваться для применения иного набора взаимозаменяемых подавателей для различных целей смешивания. Различные формы могут использоваться без отхода от настоящего изобретения.
Фиг.7 - перспективный вид варианта осуществления подавателя и ножа в соответствии с настоящим изобретением. Узел 24 ножа и узел 25 подавателя содержат режущую пластину 28 ножа и режущую пластину 628 подавателя, соответственно. Режущая пластина 28 ножа и режущая пластина 628 подавателя имеют конец 36 ножа и конец 636 подавателя, соответственно. Радиусы 44 конца ножа и радиусы 644 конца подавателя указаны. Концы 36 и 636 описывают круглые орбиты, указанные окружностями 52 и 152, соответственно. Так как радиусы 44 конца ножа и радиусы 644 конца подавателя могут иметь разные значения, диаметры окружностей 51 и 152 могут иметь разные значения.
Фиг.8 схематично изображает вид сверху варианта осуществления на фиг.7. Круговые орбиты и окружные скорости конца 636 подавателя и конца 36 ножа указаны в виде диаграммы. Окружность 52 обозначает орбиту конца 36 ножа. Направление вращения ножа 26 указано стрелкой 50. В варианте осуществления на фиг.8 нож 26 перемещается против часовой стрелки. Окружность 152 обозначает орбиту конца 62 подавателя. Направление вращения подавателя обозначено стрелкой 150. В варианте осуществления на фиг.8 подаватель 62 перемещается по часовой стрелке. Точка 60 обозначает пересечение окружности 52 с линией, соединяющей центры окружностей 52 и 152. Окружная скорость конца 36 ножа в точке 60 указана стрелкой 54 на правой стороне фиг.8. Точка 61 обозначает пересечение окружности 152 с линией, соединяющей центры окружностей 52 и 152. Окружная скорость конца 636 подавателя в точке 61 обозначена стрелками 154-157 на левой стороне фиг.8.
Разность между окружной скоростью конца 54 ножа и окружной скоростью конца 155 подавателя указана двухсторонней стрелкой 56. В данном примере конец ножа может приводиться в движение на окружной скорости, которая превышает окружную скорость конца подавателя, если конец ножа и конец подавателя имеют одинаковые радиусы 44 и 46. Угол, который указан стрелкой 58, соответствует угловой скорости ножа 26. Угол, который указан стрелкой 158, соответствует угловой скорости подавателя 62. Разность окружных скоростей, как указано стрелкой 56, должна предпочтительно быть положительной в соответствии с настоящим изобретением. В конфигурации, в которой радиус конца подавателя значительно меньше радиуса конца ножа, угловая скорость подавателя может превышать угловую скорость ножа, в то время как одновременно конец подавателя имеет окружную скорость, которая ниже окружной скорости конца ножа, как например, в соответствии с настоящим изобретением.
Хотя на фиг.7 и 8 не показано, участок стенки емкости находится рядом с узлами ножа и подавателя. Это предпочтительно для всех изображенных вариантов осуществления, если упомянутый участок стенки емкости имеет форму, которая обеспечивает то, что компоненты, перемещаемые подавателем и выходящие из зоны действия подавателя, в основном или, по меньшей мере, в большой степени перемещаются в зону действия ножа. Такой участок стенки предпочтительно должен непосредственно охватывать орбиты, которые описываются концами подавателя, но участок стенки не должен полностью охватывать упомянутые орбиты, так как свободное прохождение компонентов, перемещаемых подавателем, в зону действия ножа должно быть возможным по прямому пути из области действия подавателя в область действия ножа. Подаватель расположен рядом с ножом для взаимодействия, т.е., зона действия подавателя перекрывается с зоной действия ножа. Перекрытием является зона, в которой как подаватель, так и нож могут воздействовать на смесь. Эта зона для взаимодействия проходит или может быть увеличена до точки, в которой подаватель не может работать надежно и свободно, не сталкиваясь с частью ножа. Такое столкновение между подавателем и ножом может быть устранено, например, посредством размещения режущих пластин подавателя и ножа под разными углами относительно их осей вращения или посредством размещения режущих пластин ножа и подавателя на разных высотах. За счет последнего расположения на разных высотах концы подавателя и ножа описывают круговые орбиты в плоскостях, которые параллельны и не совпадают. Подаватель и нож перемещаются в диапазоне, который может выступать вдоль осей вращения подавателя и ножа, соответственно. Такие выступы вдоль осей ножа и подавателя диапазонов ножа и подавателя, соответственно, имеют круглую форму, как например, показано на фиг.8.
Если режущие пластины подавателя и ножа способны перемещаться в несовпадающих плоскостях, подаватель может быть размещен в перекрывающемся расположении с ножом, т.е., так близко к ножу, что кратчайшее расстояние между осью вращения ножа и осью вращения подавателя меньше суммы расстояния конца подавателя и расстояния конца ножа. В таком перекрывающемся расположении осевые выступы подавателя и ножа скользят друг в друга, что приводит к соединению двух перекрывающихся окружностей, подобных форме открытой восьмерки. Зона, в которой окружности перекрываются, соответствует зоне для взаимодействия. В качестве альтернативы, осевые выступы могут не перекрываться, а только соприкасаться друг с другом или быть отделены друг от друга. Там, где осевые выступы разделены, например, посредством использования небольших расстояний концов или большого расстояния между осями вращения подавателя и ножа, нет опасности столкновения между подавателем и ножом, однако, необходимо установить зону для взаимодействия.
Фиг.9 показывает, как можно регулировать угловую скорость ножа, чтобы угловая скорость увеличивалась при умеренном угловом ускорении. Такое умеренное угловое ускорение обеспечивает создание постоянного потока смеси во время нескольких этапов процесса смешивания. Во время первого этапа смесь содержит в основном неразрезанные кусочки, в то время как в конце процесса смешивания смесь ведет себя как однородная текучая среда. Так как угловая скорость ножа является умеренной в начале процесса смешивания, не нужны никакие меры предосторожности со стороны потребителя для предотвращения разбрызгивания смеси в начале процесса смешивания.
2
Для обеспечения непрерывного и постоянного потока несмешанной и гетерогенной смеси, угловая скорость ножа может увеличиваться непрерывно в течение, по меньшей мере, трех секунд, но предпочтительно более трех секунд. Угловые ускорения вала ножа 50-200 рад/сек показали удовлетворительные результаты. Эти результаты могут быть получены при постоянном угловом ускорении или при переменном угловом ускорении.
Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано и описано подробно на чертежах и в вышеприведенном описании, такие иллюстрация и описание должны рассматриваться иллюстративными или показательными, а не ограничивающими, настоящее изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления. Например, можно осуществить настоящее изобретение в варианте осуществления, в котором присутствует более двух узлов, или в котором два или более узлов подавателя взаимодействуют с узлом ножа. Возможно, чтобы узел подавателя имел только функцию подачи, и чтобы режущие пластины подавателя не имели режущих кромок.
Другие изменения в раскрытых вариантах осуществления могут быть понятны и осуществлены специалистами в данной области техники при применении на практике заявленного изобретения на основании изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. Возможно, чтобы одно или более ребер было образовано на каждой режущей пластине подавателя для создания средства для перемещения. Возможно, чтобы узлы подавателя и ножа вращались в одном и том же направлении, а не в противоположных направлениях.
В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, и неопределенный артикль не исключает множества. Единственный узел может выполнять функции нескольких элементов, перечисленные в формуле изобретения, такие как функции подачи и резки. Сам по себе тот факт, что некоторые критерии изложены во взаимно разных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание этих критериев не может использоваться для обеспечения преимущества. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться, как ограничивающие объем.