УПОРНАЯ ВТУЛКА ТОЛКАТЕЛЯ ГОФРИРОВАННОЙ ОБОЛОЧКИ МАШИНЫ ДЛЯ НАБИВКИ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ И МАШИНА ДЛЯ НАБИВКИ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ, ЕЕ СОДЕРЖАЩАЯ

Настоящая полезная модель относится к аппаратам для пищевой промышленности, в частности, к автоматическим и полуавтоматическим машинам для набивки в оболочку продукта типа мясного фарша и т.п., а именно, к детали такого аппарата - упорной втулки толкателя гофрированной оболочки машины для набивки и изготовления связок колбасных изделий, включая сосиски и сардельки.
В настоящее время в колбасном производстве достаточно широко применяются автоматические машины для набивки мясного фарша и изготовления связок сосисок. Такие машины обеспечивают непрерывную набивку, калибровку изделий в оболочке и подвешивание готовых связок колбасных изделий. При этом готовые изделия могут иметь различные диаметры и длину и изготавливаться в различных видах оболочек с возможностью использования большого ассортимента фарша при условии непрерывной его подачи и наличия оболочек в загрузчике.
Из патента США 3191222, опубл. 29 июня 1965 г., известна высокопроизводительная автоматическая машина для набивки фарша и получения колбасных изделий, включая сосиски и сардельки, в виде связок или гирлянд, полученных перекруткой наполненной фаршем оболочки. Оболочка, в которую набивается мясной фарш, загружается в бункер этой машины в виде гофрированных «кукол» или «гусениц», сохраняющих свою форму без помощи внешней сетки. Обычно для этого используют оболочку, изготовленную из модифицированной целлюлозы. Высокая производительность автоматической машины для набивки фарша обеспечивается тем, что смена набиваемых кукол в ней происходит в автоматическом режиме за счет согласованных горизонтальных перемещений набивочной трубки (цевки) и вертикальных перемещений сменяемых «кукол». При этом кукла фиксируется на набивочной трубке в поджимной зоне, ограниченной слева и справа упорной втулкой толкателя и зажимным патроном перекручивающего механизма соответственно. В процессе набивки каждой куклы гофрированная оболочка под давлением фарша разворачивается в рукав (дегофрируется) и проходит вместе с фаршем через перекручивающий механизм. Одновременно кукла прижимается упорной втулкой толкателя, которая неподвижно соединена с толкающим штоком и свободно перемещается вдоль цевки, что позволяет поддерживать жесткую фиксацию гофрированной оболочки в процессе набивки. Перекручивающий механизм осуществляет вращение гофрированной куклы и перекрутку наполненной оболочки с последующим разделением ее на отдельные сосиски в линкерном механизме. Движение перекручивающего механизма вовлекает куклу во вращательное движение в поджимной зоне, при котором происходит интенсивное скольжение гофрированной оболочки в месте соприкосновения с упорной втулкой толкателя. Это представляет особую проблему для оболочек, изготовленных из синтетических термопластичных материалов, поскольку такая кукла обладает пониженной прочностью на излом по сравнению с целлюлозными оболочками.
В патентной заявке US 2005/0059330 A1, опубл. 17.03.2005 г., раскрывается способ и средство для набивки натуральных оболочек колбасной эмульсией. Автоматическая машина также снабжена толкателем, упорная втулка которого подвижно закреплена вокруг цевки и равномерно продвигает колбасную оболочку вдоль нее к перекручивающему механизму. При этом упорная втулка толкателя жестко соединена с продольно движущимся штоком, расположенным параллельно относительно цевки. Для обеспечения постоянного диаметра набитой натуральной оболочки в поджимной зоне перед перекручивающим механизмом расположено полое ограничительное устройство конической формы. Оно расположено коаксиально цевке и закреплено вокруг ее выпускного отверстия, через которое подается мясная эмульсия, при этом меньший диаметр конца этого устройства расположен со стороны перекручивающего механизма. Упорная втулка толкателя продавливает заполненную натуральную оболочку через ограничительное устройство. Наличие такого дополнительного устройства обусловлено тем, что натуральные колбасные оболочки имеют довольно короткую и непостоянную длину, а также непостоянный диаметр. При набивке синтетических оболочек не требуется использовать такое ограничительное устройство, поскольку они характеризуются постоянным диаметром.
Однако в этой машине, как и в других, известных из достигнутого уровня техники машинах для автоматической набивки колбасных оболочек, происходит интенсивное скольжение гофрированной оболочки относительно упорной втулки толкателя в месте их соприкосновения.
Используемая для набивки сосисочная оболочка может быть изготовлена из натуральной тонкой кишки убойного скота (черева), коллагена или другого белка, армированной или неармированной вискозы, а также из термопластичных синтетических полимеров. В силу особенностей механики целлюлозы, коллагена все они способны сохранять складки, образующиеся при гофрации. Гофрированные оболочки из этих материалов сохраняют форму куклы без использования клеевых соединений. Напротив, фиксированные или жесткие куклы из оболочек на основе синтетических полимеров, таких как, например, полиамид, предполагают использование в процессе гофрации специально подобранных клеев, обеспечивающих сбалансированную прочность клеевого соединения, которая позволяет кукле легко дегофрироваться, сохраняя, при этом, устойчивость к излому. Такие куклы описаны, например, в патенте РФ 2131670, опубл. 20 июня 1999 г.
Известные ныне упорные втулки толкателя в автоматических машинах для набивки колбасных изделий представляют собой монолитные втулки, изготовленные, как правило, из стали или полимерного материала. В штатном режиме работы сталь обычно обеспечивает достаточно низкое трение с оболочкой из любого материала. Однако в процессе работы машины, например, при смене кукол, на поверхность упорной втулки толкателя может попадать мясной фарш, который резко увеличивает трение. Кроме того трение может увеличиться в результате износа упорной втулки толкателя. В этом случае на куклу начинает действовать скручивающий момент сил, который может вызвать ее разлом, что приводит к наматыванию оболочки на цевку, и, соответственно, к порывам оболочки и сбою в работе машины. Это особенно критично в случае куклы из синтетической оболочки, т.к. разлом в ней связан с разрушением клеевого соединения и поэтому необратим. Кроме того, гофрированная оболочка из термопластичного материала при разогреве от трения может начинать плавиться, при этом складки оболочки в месте соприкосновения с упорной втулкой толкателя сплавляются и теряют способность дегофрироваться, что также может приводить к сбоям в работе автоматической машины для набивки.
Задачей настоящей полезной модели является создание новой упорной втулки толкателя, которая позволит избежать разломов куклы, ее наматывания на цевку и разогрева оболочек различных калибров при их набивке.
Другой задачей настоящей полезной модели является модификация конструкции машины для набивки колбасных изделий, которая позволит избежать упомянутых недостатков при набивке оболочек, особенно синтетических.
В результате интенсивных исследований неожиданно было обнаружено, что задачи настоящей полезной модели решаются путем создания упорной втулки толкателя гофрированной оболочки машины для набивки колбасных изделий, которая содержит, по меньшей мере, две части, корпус и упорный конус, соединенные неподвижно с возможностью вращения относительно друг друга.
При этом корпус и упорный конус упорной втулки толкателя соединены между собой разъемно, коаксиально и с зазором.
Кроме того, корпус и упорный конус выполнены с возможностью легкой фиксации друг с другом, даже вручную. Разъем этих частей упорной втулки толкателя также может производиться вручную.
В зависимости от конструкции машины на корпусе упорной втулки может быть выполнен паз для неподвижного соединения с толкателем или же она может быть выполнена без паза.
Корпус и упорный конус упорной втулки могут содержать, по крайней мере, в зонах взаимного соприкосновения (соединения), материал с низким коэффициентом трения или антифрикционный материал. В другом воплощении полезной модели обе части упорной втулки могут быть целиком выполнены из антифрикционного материала.
При этом антифрикционный материал выбирается из списка материалов, имеющих допуск к использованию в пищевой промышленности, и включающего фторполимер, полиэтилен, полиамид, полиимид, а также композиции на основе этих материалов. В качестве предпочтительного фторполимера используют политетрафторэтилен.
Кроме того, корпус и упорный конус упорной втулки могут быть соединены через подшипник скольжения или через подшипник качения.
Другие задачи полезной модели решаются использованием упорной втулки толкателя в соответствии с настоящей полезной моделью в автоматической машине для набивки колбасных оболочек.
Упорная втулка толкателя установлена в машине для набивки колбасных изделий таким образом, что ее корпус неподвижно соединен с толкающим штоком этой машины, а сама упорная втулка толкателя закреплена подвижно относительно набивочной трубки.
Когда машина для набивки колбасных изделий находится в рабочем режиме, т.е. производит набивку мясного фарша в колбасные оболочки, упорный конус упорной втулки толкателя контактирует с гофрированной оболочкой и свободно вращается относительно центральной оси набивочной трубки.
Ниже более детально представлено осуществление настоящей полезной модели со ссылкой на чертежи, на которых показано следующее:
Фиг. 1 - общий вид машины для набивки колбасных изделий, вид сверху;
Фиг. 2 - узел машины для набивки колбас, относящийся к упорной втулке толкателя, вид сбоку;
Фиг. 3 - вид упорной втулки толкателя, на корпусе которой выполнен паз для соединения с толкателем, в разрезе.
Общее устройство автоматической машины для набивки колбасных оболочек и изготовления колбасных изделий известно из уровня техники и поэтому схематично представлено на фиг. 1. Такая машина обычно состоит из станины 1, дозирующего насоса 2, соединенного с источником мясного фарша, в т.ч. мясной эмульсии (не показан), полой набивочной трубки (цевки) 3, упорной втулки толкателя 4, перекручивающего механизма 5, бункера с оболочкой 6, линкерного механизма 7, лупера или выпускного отверстия 8 и конвейера 9. В процессе работы машины для набивки колбасных изделий происходит автоматическая смена набиваемых гофрированных колбасных оболочек 10, которые подаются из бункера 6 в поджимную зону, ограниченную упорной втулкой толкателя 4 и перекручивающим механизмом 5.
Как представлено на фиг. 2 упорная втулка толкателя 4 неподвижно соединена с толкающим штоком 11, который приводит в движение упорную втулку и создает необходимое давление для продвижения гофрированной оболочки 10 вдоль цевки 3 к перекручивающему механизму 5. При этом толкающий шток 11 перемещается вдоль цевки 3 при помощи пневматического цилиндра (не показан), или подобного устройства, известного из уже достигнутого уровня техники, прижимая оболочку 10 к перекручивающему механизму 5. Заполняемая мясным фаршем, подаваемым через цевку, оболочка дегофрируется и проходит вместе с ним через перекручивающий механизм 5, где происходит вращение гофрированной куклы и перекрутка наполненной оболочки с последующим разделением ее на отдельные колбасные изделия, в т.ч. сосиски, в линкерном механизме 7. Упорная втулка толкателя в процессе работы машины для набивки колбасных изделий совершает возвратно-поступательное движение вдоль цевки. При этом на фиг. 1 и 2 показана традиционно используемая упорная втулка толкателя, которая была модифицирована в настоящей полезной модели.
Созданная упорная втулка толкателя 4 состоит, как минимум, из двух частей: корпуса 12 и упорного конуса 13, как правило, соединенных с зазором относительно друг друга по всей поверхности их соединения. Один из вариантов ее исполнения представлен на фиг. 3.
Корпус 12 и упорный конус 13 упорной втулки выполнены так, что для их насаживания и фиксации достаточно незначительного усилия рук обслуживающего эту машину рабочего (оператора). Оператор также вручную может осуществить разъем этих частей упорной втулки.
Возможность легкой фиксации и разъема этих частей упорной втулки, а также их вращение относительно друг друга, обеспечивается наличием в них соединительных фиксирующих элементов (не показаны) в месте их соединения. Такие элементы могут быть выполнены в форме взаимодополняющих частей типа углубление - выступ, соединенные с зазором.
Одним из вариантов такого фиксирующего элемента является фиксирующий элемент, в котором в качестве углубления используется кольцевая канавка, в качестве выступа - буртик. При таком исполнении фиксирующих элементов происходит контакт с защелкиванием. Канавка может быть выполнена как на корпусе 12 упорной втулки, так и на ее упорном конусе 13 с соответствующим выполнением буртика на другой части втулки.
Кроме того, фиксация корпуса 12 и упорного конуса 13 может осуществляться при помощи стопорного кольца (в этом случае канавка выполнена на корпусе и в упорном конусе, фиксация производится стопорным кольцом); при помощи цангового соединения (в упорном конусе выполнена канавка, в которую защелкивается цанга на корпусе); при помощи подшипника (за счет посадки с натягом частей втулки по внутренней и наружной обойме подшипника), при помощи фиксации гужоном (в этом случае канавка выполнена на корпусе, упорный конус фиксируется винтом в эту канавку).
В зависимости от конструкции упорной втулки, которая применяется в конкретной машине для набивки колбасных изделий, на корпусе 12 разработанной упорной втулки может быть выполнен паз, который позволяет фиксировать упорную втулку толкателя неподвижно относительно толкающего штока 11. Вид такой упорной втулки толкателя приведен на фиг. 3. В другом варианте осуществления упорная втулка толкателя может не иметь паза для крепления на корпусе 12, при этом она также неподвижно закреплена (зафиксирована) относительно толкающего штока 11.
При этом корпус 12 и упорный конус 13 втулки могут быть точенными, литыми или штампованными.
В машине для набивки колбасных оболочек корпус 12 упорной втулки толкателя неподвижно соединен с толкающим штоком 11. Во время работы машины для набивки колбас упорная втулка толкателя 4 движется вдоль цевки, при этом ее упорный конус 13 контактирует с гофрированной оболочкой 10, создавая давление и продвигая ее к перекручивающему механизму 5. Упорный конус 13 вращается вместе с оболочкой одновременно вокруг корпуса втулки и центральной оси набивочной трубки. Таким образом, упорная втулка толкателя является центрирующей и прижимающей втулкой.
Такая конструкция упорной втулки толкателя приводит к минимальному трению гофрированной оболочки об нее. Это особенно актуально для проницаемых по отношению к парам воды и дыма полиамидным оболочкам, в т.ч. однослойным с малым калибром, т.к. их гофрированные оболочки - куклы обладают меньшей прочностью на излом даже по сравнению с непроницаемыми полиамидными оболочками.
Поскольку обе части упорной втулки толкателя соединены с зазором, это позволяет мясному фаршу, попавшему при набивке колбасных оболочек на упорную втулку, легко удаляться из зоны соединения этих частей под действием центробежной силы. Такую упорную втулку легко содержать в чистоте, поскольку за счет легкого разъема упорного конуса 13 втулки с корпусом 12 ее можно быстро очистить от остатков мясного фарша.
Кроме того, в случае износа упорной втулки толкателя достаточно заменить только ее усеченный конус, а не менять ее целиком. Это легко и быстро может производиться оператором автоматической машины для набивки колбасных изделий, что также существенно сэкономит время простоя машины при ее остановке.
Свободное вращение упорного конуса 13 упорной втулки толкателя обеспечивается тем, что обе части упорной толкателя содержат, по крайней мере, в зонах взаимного соприкосновения, антифрикционный материал. Этот материал может присутствовать в упомянутых зонах взаимного соприкосновения, как в составе композиции, так и сам по себе. Кроме того обе части упорной втулки толкателя могут быть выполнены целиком из антифрикционного материала, композиций на основе этих материалов, например с наполнителями, а также из композиции композиционного материала с низким коэффициентом трения. В качестве неорганических наполнителей могут использоваться измельченное стекловолокно, графит, порошки меди, бронзы и никеля и др.
Такая конструкция упорной втулки толкателя может использоваться на сосисочных линиях типа «Townsend», «Hi-Tech», а также на полуавтоматических перекрутчиках любого типа.
Представленные примеры лишь иллюстрируют, но не ограничивают, применение изобретенной упорной втулки в машине для набивки и получения связок колбасных и сосисочных изделий.
Примеры.
Пример 1.
Корпус 12 и усеченный конус 13 упорной втулки толкателя вытачивают из политетрафторэтилена (Фторопласт-4С) и собирают в соответствии с фиг. 3. Затем упорную втулку толкателя устанавливают в машину для набивки колбасных изделий «Townsend» NL-17 «Smart Linker» Эта набивочная машина производила сосиски в проницаемой полиамидной оболочке «Амицел» производства ООО ПКФ «Атлантис-Пак» в течение 8-часовой смены без сбоев в работе.
Пример 2.
Набивку сосисок производили в соответствии с примером 1, за исключением того, что использовали упорную втулку толкателя, корпус которой изготовлен из стали, а упорный конус - из Фторопласта-4С, в качестве гофрированной оболочки использовали съедобную коллагеновую оболочку «Белкозин αG+». В течение 8-часовой смены набивка оболочки происходила без сбоев в работе.
Пример 3.
Набивку сосисок производили в соответствии с примером 1, за исключением тою, что в качестве гофрированной оболочки использовали многослойную полиамидную оболочку малого калибра, а именно, оболочку «Амифлекс Мини», производства ООО ПКФ «Атлантис-Пак». В течение 8 часовой смены набивка оболочки происходила без сбоев в работе.
Сравнительный пример 1. В набивочную машину в соответствии с примером 1 была установлена стандартная, применяемая в данных машинах, монолитная упорная втулка толкателя из стали. Далее набивку сосисок производили также в соответствии с примером 1 в проницаемой синтетической оболочке «Амицел» производства ООО ПКФ «Атлантис-Пак». В течение 8 часовой работы происходили постоянные сбои, связанные с поломкой гофрированных кукол. Лишь у 8-10 кукол не происходило наматывания на цевку за это время.
Сравнительный пример 2. В набивочную машину в соответствии с примером 1 была установлена монолитная упорная втулка толкателя, выполненная из полиамида-6 (марки «Капролон»). Далее набивку сосисок производили также в соответствии с примером 1 в проницаемой синтетической оболочке «Амицел» производства ООО ПКФ «Атлантис-Пак». В течение 8 часовой смены происходили постоянные сбои, связанные с поломкой гофрированных кукол, при этом каждая кукла наматывалась на цевку.
Таким образом, замена монолитной упорной втулки толкателя на упорную втулку в соответствии с настоящей полезной моделью позволила использовать синтетическую проницаемую сосисочно-колбасную оболочку в данных машинах для набивки колбасных изделий. Кроме того, использование такой упорной втулки толкателя привело к повышению производительности автоматической машины для набивки колбасных оболочек мясным фаршем и пастообразной эмульсией при использовании синтетических гофрированных оболочек, включая проницаемые колбасные оболочки малых калибров, за счет уменьшения количества разломов гофрированной оболочки и ее наматывания на цевку, и, соответственно, к уменьшению времени простоя машины.