УСТРОЙСТВО СТАНКА БАРАБАННОГО ТИПА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕЛЬМЕНЕЙ С РАВНЫМ ЧИСЛОМ ЯЧЕЕК В РЯДАХ

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).
Основное назначение ПМ - использование в станках, ячейки барабанов которых имеют только одну ось симметрии, либо не имеют ни одной оси симметрии.
Известен станок барабанного типа для производства пельменей (промышленный образец RU 106603), включающий левую и правую пары валиков финишной тестораскатки с рабочими цилиндрическими поверхностями, при том что пары валиков расположены соответственно над левым и правым формующими барабанами с рядами ячеек, имеющих гнезда для формовки конечного изделия и выборки вокруг гнезд для формовки места слепки, а также патрубок для подачи из его выходной щели начинки, который находится ниже валиков над местом максимального сближения барабанов, в то время как выполняется условие D<B<A, где D - длина выходной щели патрубка, В - длина рабочей цилиндрической поверхности барабанов, а А - длина рабочих цилиндрических поверхностей валиков.
Такой станок выбран в качестве прототипа.
К недостаткам прототипа относится взаимное расположение конструктивных элементов, определяющих процессы, происходящие в области формовки конечного продукта.
В результате при использовании прототипа неэффективно используется начинка и возникают проблемы со вторичным использованием отходов тестовых лент, отсекаемых рабочими поверхностями барабанов в виде полос (дальней и ближней).
Задача создания ПМ - согласование конструктивных особенностей и основных параметров основных элементов станка с целью обеспечения возможности обеспечения практически безотходного производства конечного продукта.
Технический результат, достигаемый при использовании ПМ - обеспечение требуемой геометрии растекания начинки по тестовым лентам и заполнения начинкой гнезд ячеек.
Достигается заявленный результат тем, что в станок, характеризующийся представленными выше признаками, введены следующие главные отличительные признаки:
- число ячеек в каждом ряде барабанов одинаково;
- ряды ячеек расположены один под другим таким образом, что на развертке барабана под каждой ячейкой ряда i+1 находится ячейка ряда i+2, при том что каждая ячейка ряда i+1 в свою очередь находится под ячейкой ряда i, где i - любое натуральное число при соответствующем выборе начала отсчета рядов, такое что i+2≤n - числа рядов ячеек на барабанах;
- ближние и дальние крайние ячейки рядов находятся на одинаковом удалении от границ рабочих цилиндрических поверхностей барабанов;
- расстояние между ячейками любого ряда одинаково;
- в своей нижней части у торцевых поверхностей патрубок включает выступы, расположенные ниже выходного щелевого отверстия патрубка;
- патрубок установлен относительно барабанов таким образом, что расстояние С от центра параллельного образующей рабочей цилиндрической поверхности барабана отрезка, который соединяет наиболее удаленные части гнезда крайних ячеек ряда на виде на станок сбоку до ближайшего внутреннего торца выступа больше 0,05⋅Е, но меньше 0,45⋅Е, где Е - длина указанного отрезка.
ПМ характеризуется также рядом частных отличительных признаков:
- выполняются следующие равенства:
где А, В и D в мм,
0-5
4
2
1
-1
-1
-2
-4
-3
-7
-4
А - эмпирически подобранные коэффициенты, равные, соответственно: -2,005673⋅10 [мм]; 9,123619⋅10; -1,618402⋅10 [мм]; 1,406448⋅10 [мм]; -5,986556⋅10 [мм]; 9,997105⋅10 [мм], ±15 - допуск в мм,
0-5
3
2
0
-1
-1
-2
-4
-3
-6
-4
D - эмпирически полученные коэффициенты, равные, соответственно: -1,572058⋅10 [мм]; 6,792908⋅10; -1,144234⋅10 [мм]; 9,718186⋅10 [мм]; -4,120367⋅10 [мм]; 7,107507⋅10 [мм], ±15 - допуск в мм,
при том что 50≤D≤140, 65≤В≤190, 110≤А≤200;
- наружный торец выступа патрубка на виде сбоку отстоит от ближайшей границы рабочей цилиндрической поверхности барабана на расстояние F большее 0,05⋅Е.
Описание иллюстрируется двумя фиг.
На фиг. 1 представлен условный вид на станок спереди.
На фиг. 2 представлен условный вид на станок сбоку (слева в соответствии с фиг. 1), левый барабан и левая пара валиков тестораскатки не показаны.
Фиг. 1 приведена для пояснения взаимного расположения основных элементов станка, а также для пояснения того, что изображено на фиг. 2. На фиг. 1 показано, что левая пара валиков тестораскатки располагается над левым барабаном, тогда как правая - над правым. Из фиг. 1 следует, что патрубок находится посередине между барабанами. Приводы валиков, барабанов, коллектор патрубка и подходящий к коллектору трубопровод, а также фаршенасос на фиг. не показаны, поскольку, во-первых, они не имеют отношения к сущности ПМ, а во-вторых, хорошо известны из уровня техники.
Фиг. 2 приведена для пояснения сущности полезной модели и используемых параметров основных элементов станка. На фиг. 2 показано устройство и взаимное расположение основных элементов станка. Из фиг. 2 для специалиста в соответствующей области техники следует, а) что валики тестораскатки смещены относительно друг друга по вертикали, при том что соединяющая оси валиков прямая перпендикулярна направлению от зазора к рабочей поверхности соответствующего барабана, б) что центральная часть рабочих поверхностей валиков находятся примерно над центральной частью рабочих поверхностей барабанов, в) что патрубок имеет верхнюю часть, к которой крепится коллектор, а также проходную часть, в которой располагается канал для подачи начинки с выходным отверстием - щелью и выступы, направленные вниз от щели (в представленных материалах дальним назван выступ, изображенный на фиг. 2 слева - он дальний, поскольку является дальним в соответствии с фиг. 1), д) что ряды ячеек выполнены идентичными и расположены один под другим таким образом, что крайние точки гнезд ячеек лежат на одной окружности.
На фиг. приняты следующие обозначения:
1 - левая и правая пары валиков финишной тестораскатки;
2 - левый и правый формующие барабаны;
3 - патрубок;
4 - верхний валик тестораскатки правой пары;
5 - рабочая цилиндрическая поверхность верхнего валика тестораскатки правой пары;
6 - рабочая цилиндрическая поверхность барабана (посредством этой поверхности осуществляется передавливание тестовых лент и разделение конечных изделий);
7 - дальняя граница рабочей цилиндрической поверхности барабана;
8 - гнездо дальней крайней ячейки ряда;
9 - проходная часть патрубка;
10 - нижняя выходная часть патрубка - место расположения выходной щели (в этом месте из патрубка на тестовые ленты выливается начинка, растекающаяся по тестовым лентам и выдавливаемая рабочими цилиндрическими поверхностями барабанов в гнезда ячеек);
11 - дальний выступ патрубка, препятствующий растеканию начинки в направлении дальнего торца барабана;
12 - дальняя ячейка центрального ряда (этому ряду соответствует область максимального сближения барабанов);
13 - нижний валик тестораскатки правой пары;
14 - рабочая цилиндрическая поверхность нижнего валика тестораскатки правой пары;
15 - ближняя граница рабочей цилиндрической поверхности барабана;
16 - выборка вокруг гнезда ячейки;
17 - верхняя часть патрубка, к которой крепится коллектор;
18 - центр параллельного образующей рабочей цилиндрической поверхности барабана отрезка, который соединяет наиболее удаленные части гнезда крайней ячейки ряда на виде на станок сбоку;
19 - наружный торец ближнего выступа патрубка;
20-ближний выступ патрубка, препятствующий растеканию начинки в направлении ближнего торца барабана;
21 - внутренний торец дальнего выступа патрубка;
А - длина рабочих цилиндрических поверхностей валиков;
В - длина рабочей цилиндрической поверхности барабанов;
С - расстояние от центра параллельного образующей рабочей цилиндрической поверхности барабана отрезка, который соединяет наиболее удаленные части гнезда крайних ячеек ряда на виде на станок сбоку до ближайшего внутреннего торца выступа;
D - длина выходной щели патрубка (расстояние между выступами патрубка);
Е - длина отрезка, который соединяет наиболее удаленные части гнезда крайних ячеек ряда на виде на станок сбоку;
F - расстояние от наружного торца патрубка на виде сбоку до ближайшей границы рабочей цилиндрической поверхности барабана.
Станок, соответствующий ПМ, может быть реализован следующим образом.
Все основные элементы станка могут быть закреплены на станине, например, рамочного типа.
Станок должен включать традиционные левую и правую пары 1 вращающихся навстречу друг другу валиков с рабочими цилиндрическими поверхностями, осуществляющими финишную раскатку тестовой ленты.
Так, правая пара может иметь верхний валик 4 с рабочей поверхностью 5 и нижний 13 с поверхностью 14.
Между валиками пар должен быть выставлен заданный зазор в пределах от 0,2 до 3 мм.
Такие пары должны быть расположены в собственном корпусе соответственно над левым и правым вращающимися навстречу друг другу барабанами 2, с рабочими цилиндрическими поверхностями, такими как 6.
Посаженные на валы барабаны могут вплотную соприкасаться в своей средней части по образующей, а могут находиться на некотором расстоянии друг от друга в пределах 0,1-0,2 мм.
Барабаны должны иметь ряды ячеек с гнездами (такими как 8) для формовки тела конечного изделия и выборками (такими как 16) вокруг гнезд для формовки места слепки.
У своих торцов барабаны могут иметь выборки, а могут их и не иметь. Торцевая поверхность выборки может быть волнообразной.
Помимо этого станки должны включать патрубок 3 для подачи начинки из его выходной щели, расположенной в нижней части 10, которая располагается под проходной частью патрубка 9.
Начинка к патрубку подается через коллектор, соединенный посредством трубопровода с винтовым фаршенасосом.
Коллектор крепится к патрубку в его верхней части 17.
Сам патрубок может крепиться к станку консольно, а может на своей собственной раме.
Патрубок должен находиться ниже валиков над местом максимального сближения барабанов.
Так устроены практически все станки барабанного типа для производства пельменей. Число ячеек во всех рядах барабанов должно быть одинаково.
При этом ряды ячеек должны быть расположены один под другим таким образом, что на развертке барабана под каждой ячейкой ряда i+1 должна находиться ячейка ряда i+2, при том что каждая ячейка ряда i+1 в свою очередь находится под ячейкой ряда i, где i - любое натуральное число при соответствующем выборе начала отсчета рядов, такое, что i+2≤n - числа рядов ячеек на барабанах.
Ближние и дальние (такие как 12) крайние ячейки рядов находятся на одинаковом удалении от границ рабочих цилиндрических поверхностей барабанов, а расстояние между ячейками любого ряда одинаково.
При этом в своей нижней части у торцевых поверхностей патрубок включает выступы 11 и 20, расположенные ниже выходного щелевого отверстия патрубка, причем патрубок установлен относительно барабанов таким образом, что расстояние С от центра 18 параллельного образующей рабочей цилиндрической поверхности барабана отрезка, который соединяет наиболее удаленные части гнезда крайних ячеек ряда на виде на станок сбоку до ближайшего внутреннего (такого как 21) торца выступа больше 0,05⋅Е, но меньше 0,45⋅Е, где Е - длина указанного отрезка.
В результате при вращении барабанов в процессе подачи начинки в ячейки выступы патрубка будут перекрывать крайнюю половину крайних ячеек.
При этом должны выполняться равенства (1) и (2).
ПМ позволяет получить хороший результат при следующих диапазонах основных параметров станка (апробация ПМ проводилась только в пределах этих диапазонов): 50≤D≤140, 65≤В≤190, 110≤А≤200.
Наружный торец (такой как 19) выступа патрубка на виде сбоку может отстоять от ближайшей границы рабочей цилиндрической поверхности барабана (такой как 7 или 15) на расстояние F большее 0,05⋅Е.
Конкретные параметры выбираются, например, следующим образом.
п
Разрабатывается и апробируется (на уже созданном оборудовании) патрубок. Определяется предварительное значение D. Используя равенства (1) и (2) определяют А и В.
э
п
э
После изготовления станка на него устанавливается патрубок с D<D. Как правило изготавливают патрубок с D равным Е/2.
При наладке станка определяют окончательное значение D, осуществляя расточку концов щели и подгоняя тем самым длину последней к оптимальной, соответствующей требуемому растеканию начинки по тестовым лентам и в гнезда ячеек.
Работа станка барабанного типа хорошо известна (описана, например, в RU 2598140) - из-под валиков финишной раскатки слева и справа выходят две тестовые ленты, которые перекрывают рабочие поверхности барабанов и ложатся на них.
Барабаны увлекают ленты в зону формообразования конечного продукта.
Из патрубка в эту зону подают начинку.
Характер растекания начинки зависит от длины щели, от длины рабочих поверхностей барабанов и от расположения на них ячеек, от расположения выступов патрубка относительно крайних ячеек, а также от ширины тестовой ленты.
Последнюю во многом определяет длина рабочих поверхностей валиков (как правило, ширина ленты примерно равна длине рабочих поверхностей валиков).
От ширины лент и длины рабочей поверхности барабанов зависит характер деформации частей лент, выходящих сзади и спереди (слева и справа в соответствии с фиг. 2) за пределы таких поверхностей.
Барабаны увлекают ленту, создавая некоторое ее натяжение, части ленты, не опирающиеся на барабаны, деформируются в т.ч. под действием силы тяжести.
С учетом того, что рабочие поверхности патрубка всегда стремятся максимально приблизить к тестовым лентам, существенным оказывается даже незначительная деформация.
От характера деформации ленты, в свою очередь, зависит геометрия ленты над рабочими поверхностями барабанов вблизи торцевой поверхности выборки.
Начинка затекает в пространство между выступами патрубка и тестовыми лентами, в частности, взаимодействуя с последними.
Опытным путем были установлены представленные равенства и параметры, позволяющие в соответствии с описанным устройством станка добиться оптимальной, с точки зрения автора, геометрии растекания начинки по тестовым лентам и заполнения начинкой гнезд ячеек, что позволило обеспечить практически одинаковую наполняемость ячеек при незначительном загрязнении отходов тестовых лент, допускающем их вторичное использование.