Дозирующее устройство для жидких или сметанообразных компонентов для украшения пищевых продуктов (варианты)
Изобретение относится к оборудованию для пищевой промышленности и касается дозирующих устройств для жидких и сметанообразных компонентов для украшения предпочтительно круглых пищевых продуктов, распределяющих украшающий компонент (продукт) по спирали на основном продукте, находящемся внизу. Дозирующее устройство имеет механизм, выполненный с возможностью осуществления вращения и одновременно поступательного смещения конца трубки, предназначенной для подачи украшающего компонента (продукта). Механизм включает втулку, осуществляющую вращение вокруг перпендикулярной оси в центре стационарной плиты, размещенной над второй параллельной концентрично расположенной плитой, которая имеет отверстие, через которое проходят два кронштейна, неразъемно скрепленные своими верхними концами с нижней поверхностью втулки, причем каждый из этих кронштейнов удерживает своим нижним концом несущую пластину с вращающимся резьбовым валом, который располагается по горизонтали и пересекает перпендикулярную ось втулки своей осью вращения. На резьбовом валу установлена каретка, которая имеет несущие элементы для конца гибкой трубки, свободно проходящей сквозь втулку. Резьбовой вал получает свое вращение через установленный на нем фрикционный диск, который взаимодействует своим ободом с фрикционным кольцом, размещенным выше или ниже и соединенным со стационарной конструкцией дозирующего устройства. Это обеспечивает равномерное распределение украшающего компонента (продукта) на основном продукте вне зависимости от его однородности. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Настоящее изобретение относится к механическому дозирующему устройству, которое особенно подходит для украшения пищевых продуктов, таких как пицца, плоский хлеб, кексы и т.п., соусом, кремом или вообще жидкими или сметанообразными компонентами, которые подаются по трубке и под давлением, причем давление может создаваться насосом. Обычно такие дозирующие устройства устанавливают на производственной линии или с механическим производственным оборудованием, расположенным над участком прохождения основного продукта, подлежащего украшению, что означает, что процесс украшения выполняется в условиях свободного падения, а для того, чтобы равномерно распределить украшающий продукт по поверхности основного продукта, необходимо использовать несколько труб или сопел и воздушных эжекторов, равномерно распределенных над участком выполнения украшения, которые распределяют украшающий продукт по основному продукту.
Известные устройства имеют ряд недостатков: так, например, выяснилось, что система со множеством трубок и сопел в особенности не пригодна для таких продуктов как томатная паста, поскольку украшающие продукты редко бывают однородными по текучести и текстуре, в связи с чем отдельные сопла, в которые продукт поступает из одной питающей трубы, не распределяют равные количества украшающего продукта. Кроме того, распределение через множество трубок и сопел создает проблемы с чисткой и санитарным контролем, поскольку продукт капает из каждого сопла после прерывания потока продукта. Для того, чтобы не допустить бесполезной траты продукта, а также образования плесени и размножения бактерий во время простоев, необходимо чаще заменять эту часть, что отрицательно сказывается на стоимости производства.
Система, основанная на распределении через воздушные эжекторы, требует высокой однородности продукта, точного дозирования продукта, а также калибровки воздушных эжекторов в зависимости от текстуры и объема украшающего продукта, что часто влечет за собой избыточное распределение, связанное с проблемами очистки, или же недостаточное и, таким образом, прерывистое распределение.
В частности, в патенте США №5921170 описано дозирующее устройство, в котором украшающий продукт падает на находящийся внизу основной продукт, причем основной продукт размещен на основании, которое вращается и смещается в радиальном направлении относительно вертикальной оси, что означает, что распределение фактически выполняется в форме спирали.
Это известное устройство, включенное в состав линии по производству пиццы, передает все движения основному продукту, в то время как сопло, распределяющее основной продукт, является неподвижным. Такое решение исключает использование для основного продукта традиционных конвейерных лент или конвейерных цепей. Таким образом, имеет место перемещение на вращающемся основании от точки формовки основного продукта до участка выпечки или участка выдачи основного продукта, причем вращение может иметь место только до пункта нанесения украшения, или же должен иметь место механический перенос с традиционного или, по меньшей мере, не вращающегося основания на основание, пригодное для дальнейшей обработки или процесса выпечки. Это также осложняет реализацию решений, требующих, например, нагревания основания во время перемещения и/или украшения основного продукта.
Равномерное и правильное распределение по спирали гарантируется в том случае, если спираль обязательно имеет постоянный градиент, украшающий продукт распределяется без перерыва и равномерно и, в особенности, постоянной является скорость, с которой украшающий продукт касается основного продукта. С другой стороны, равномерное распределение украшающего продукта может также быть обеспечено путем регулирования объема (распределяемого объема) в зависимости от меняющейся скорости, с которой украшающий продукт касается находящегося внизу основного продукта.
Кроме того, из ДЕ 20001194 U известно устройство для производства пищевых и вкусовых продуктов, причем несколько предусмотренных в кронштейне разгрузочных или выходных отверстий для подачи пищевой и вкусовой массы перемещаются с помощью привода и управляющего устройства по меньшей мере в одном направлении оси в параллельной приемной поверхности плоскости. При этом управляющее устройство воздействует на привод таким образом, что пищевая масса, например, укладывается также в виде спирали в магазин, расположенный ниже. Механика привода в названном источнике не описана. Подобное устройство не предназначено, например, для равномерного нанесения томатного соуса на плоский хлеб пиццы в течение крайне ограниченного времени.
Перед изобретением поставлена задача создания дозирующего устройства указанного в начале вида, которое имеет высокую скорость дозирования украшающего продукта на основной продукт независимо от однородности украшающего продукта и использует традиционные конвейерные средства, которые обеспечивают также обработку основного продукта в ходе процесса украшения, например за счет нагрева, и которые облегчают также процесс очистки и поддержания качественных санитарных условий.
Для достижения этой цели дозирующее устройство для жидких и сметанообразных компонентов для украшения предпочтительно круглых пищевых продуктов, выполняющее распределение украшающего продукта по спирали путем сбрасывания его на основной продукт, находящийся внизу, при этом основной продукт не движется и не перемещается вместе с дозирующим устройством и остается таким образом неподвижным относительно дозирующего устройства, сопла конца трубки, через которое украшающий продукт поступает в ходе вращения или поступательного смещения в направлении, и за счет сочетания которых украшающий продукт распределяется по основному продукту по спирали, согласно изобретению имеет механизм, выполненный с возможностью осуществления вращения и одновременно поступательного смещения конца трубки, предназначенной для подачи украшающего продукта, и включающий в себя втулку, осуществляющую вращение вокруг перпендикулярной оси в центре стационарной плиты, размещенной над второй параллельной и концентричной плитой и имеющей отверстие, через которое проходят два кронштейна, неразъемно скрепленные своими верхними концами с нижней поверхностью втулки, причем каждый из этих кронштейнов удерживает своим нижним концом несущую пластину с вращающимся резьбовым валом, который располагается по горизонтали и пересекает перпендикулярную ось втулки своей осью вращения, причем на резьбовом валу установлена каретка, которая имеет несущие элементы для конца гибкой трубки, свободно проходящей сквозь втулку, и при этом приведение в действие осуществляется от втулки, в то время как резьбовой вал получает свое вращение через фрикционный диск, установленный на резьбовом валу, причем фрикционный диск взаимодействует своим ободом с фрикционным кольцом, размещенным выше или ниже и соединенным со стационарной конструкцией дозирующего устройства.
Предпочтительно резьбовой вал приводится через зубчатое колесо с внутренним венчиком, установленное на валу, причем зубчатое колесо взаимодействует с зубчатым колесом, постоянно соединенным со стационарной конструкцией дозирующего устройства.
Предпочтительно устройство выполнено с возможностью установки вместо двух стационарных, параллельных и горизонтальных несущих плит одной отдельной плиты, в центральном отверстии которой осуществляет вращение втулка и на которой установлено также фрикционное кольцо и/или зубчатое колесо, причем в этом случае несущие пластины с резьбовым валом располагаются непосредственно под втулкой и/или фланцем втулки.
Предпочтительно резьбовой вал установлен внутри осуществляющей вращение втулки, которая, в этом случае, имеет внутренний канал, диаметр которого позволяет вводить в него резьбовой вал в диаметральном положении.
Предпочтительно резьбовой вал установлен над осуществляющей вращение втулкой, которая, в этом случае имеет внутренний канал, диаметр которого по меньшей мере в два раза превышает величину перемещения каретки, или имеет расположенный с эксцентриситетом канал, диаметр которого по меньшей мере равен величине перемещения каретки, причем в обоих случаях устройство выполнено с возможностью замещения втулки осуществляющим вращение диском, имеющим паз для конца трубки, расположенный по диаметру и/или радиусу, в то время как резьбовой вал для каретки располагается в области этих пазов.
Предпочтительно привод осуществляется резьбовым валом, который приводит во вращение втулку посредством фрикционного диска и/или зубчатого колеса, установленного на одном из его концов, посредством воздействия на фрикционное кольцо и/или зубчатое колесо, причем в этом случае применяется трение для передачи усилия на двигатель.
Предпочтительно равномерность распределения украшающего продукта обеспечивается таким образом, что за единицу времени распределенный объем украшающего продукта и скорость, с которой украшающий продукт наносится на основной продукт, расположенный внизу, остается постоянной в результате изменения скорости вращения в зависимости от изменения радиуса спирали.
Предпочтительно равномерность распределения украшающего продукта обеспечивается так, что вращение втулки и, следовательно, конца трубки вокруг перпендикулярной оси втулки остаются постоянными, а распределенный объем украшающего продукта пропорционально изменению радиуса спирали изменяется таким образом, что уменьшение радиуса вызывает увеличение распределенного объема.
Далее изобретение описывается подробно на примерном варианте реализации дозирующего устройства в отделочном устройстве, являющегося предметом настоящего изобретения, причем этот примерный вариант реализации схематически показан на прилагаемых чертежах, предназначенных исключительно для информационных целей и не ограничивающих объема изобретения. На чертежах:
фиг.1 - вид дозирующего устройства, являющегося предметом настоящего изобретения, сверху;
фиг.2 - поперечный разрез по плоскости сечения II-II на фиг.1, причем эта плоскость содержит вертикальную ось дозирующего устройства, показанного на фиг.1;
фиг.3 - изображение сбоку с частичным поперечным разрезом каретки, привод которой осуществляется согласно изобретению резьбовым валом;
фиг.4 - дозирующее устройство, показанное на фиг.1 и 2, с опорой для резьбового вала и кареткой без кожуха.
Боковые держатели 1 установлены на раме ленточного или цепного транспортера 11 с помощью зажимов 1а, на верхнюю сторону которых опирается плита 1b с центральным отверстием 1с.
Над центральным отверстием 1с и соосно с ним помещена вторая плита 3, опирающаяся на кронштейны 2, причем плита 3 отделена от первой плиты, расположена параллельно ей и центрирована, а на этой плите расположена втулка 4 таким образом, что может иметь вращение 3r на шарикоподшипниках 3а, а на ее наружной поверхности размещен шкив или паз 4а для ремня 8, который используется для передачи движения шкива 5а электродвигателя 5 на втулку 4. На нижней стороне втулки 4 установлены два кронштейна 3с, которые опущены вниз и на концах которых установлены вертикальные параллельные несущие пластины 6, соединенные с вращающимся резьбовым валом 6с, ведущим валом 6b и соединительным элементом 6а. Резьбовой вал 6с снабжен на одном из своих концов выступающим за пределы опорных пластин 6 фрикционным диском 6е, причем фрикционный диск катится своим покрытым резиной ободом по фрикционному кольцу 1f; фрикционное кольцо установлено по краю центрального отверстия 1с плиты 1b на кольцах 1e, 1d. Для того, чтобы обеспечить хороший контакт между ободом 6f фрикционного диска 6е и стационарным фрикционным кольцом 1f, предусмотрен шарикоподшипник 6d, установленный на той же несущей пластине 6, взаимодействующий с фрикционным диском 6е, параллельно и перпендикулярно указанной оси вращения, образуя упорный подшипник поверх фрикционного кольца 1f.
В соответствии с вращением 3r втулки 4 кронштейны 3е и несущие пластины 6 поворачиваются вместе с резьбовым валом 6с, валами 6а, 6b и подвижной в направлении 9t кареткой 9, соединенными с несущими пластинами. Через фрикционный диск 6с и фрикционное кольцо 1f, постоянно закрепленное на плите 1b, резьбовой вал воспринимает вращение 3r, а резьбовая гайка 9b на резьбовом вале находится в зацеплении с кареткой. Каретка 9 образует направляющую часть 9с, опора 9g которой скользит вдоль стационарного ведущего вала 6b. Благодаря вращению 6r резьбового вала 6с каретка 9 смещается в направлении 9t вдоль оси резьбового вала 6с, причем ведущая часть 9с скользит вдоль стационарного ведущего вала 6b, чтобы не допустить кручения каретки 9. Этот механизм позволяет связать смещение в направлении 9t каретки 9с вращением 3r, в результате чего получается распределение украшающего продукта S по спирали 13 с постоянным градиентом. Для того, чтобы гарантировать распределение украшающего продукта S по основному продукту 12 с однородной скоростью и независимо от расстояния конца 7а трубки 7 от оси вращения втулки 4 и, таким образом, от центра основного продукта 12, находящегося внизу, количество оборотов двигателя 5 во время смещения в направлении 9t каретки 9 от наружной части по направлению к центральной части основного продукта 12 возрастает относительно уменьшения радиуса спирали 13.
Украшающий продукт S подается под давлением, которое развивает, например, шланговый насос, и поступает в осевом направлении по гибкому шлангу 7 через канал 4с вращающейся втулки 4, каковая втулка содержит внутренний шарикоподшипник 4b, предотвращающий трение с трубкой в процессе вращения 3r. Конец 7а трубки 1 или сопло для распределения украшающего продукта S поворачивается на шарикоподшипнике 9f, установленном на каретке 9, и дополнительно пропущен через кольцевой элемент 9е, также установленный на каретке 9.
Изобретение не исключает того варианта, при котором резьбовой вал 6с проходит на расстояние, лишь немногим большее, чем радиус основного продукта 12, а привод резьбового вала 6с осуществляется зубчатым колесом, воспринимающим движение от зубчатого венца, соединенного со стационарной конструкцией устройства. Кроме того, изобретение не исключает того, что дозирующее устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, устанавливается подвижно, так что сопровождает основной продукт 12 во время его перемещения по конвейерному средству 11 без остановки последнего, и что дозирующее устройство возвращается в исходное положение после завершения процесса украшения.
Для достижения равномерного распределения наряду с описанным выше процессом, предусматривающим изменение скорости вращения 3r при постоянной подаче одного и того же количества украшающего продукта S, возможно применение процесса, который в то время, как скорость вращения 3r остается постоянной, обеспечивает изменение подачи украшающего продукта S пропорционально изменению радиуса спирали; кроме того, уменьшение радиуса ведет к увеличению мощности насоса, питающего устройство. Кроме того, изобретение не исключает, что втулка 4 установлена на отдельной плите, которая в конечном счете перекрывает высоту плиты 1b и содержит фрикционное кольцо 1f или зубчатое колесо с внутренним венчиком. В этом случае осевой канал 4с втулки 4 имеет диаметр, который приблизительно в два раза превышает величину смещения каретки 9. Резьбовой вал 6с также может быть помещен внутри канала 4с втулки 4 или над ним. Втулку 4 можно также заменить круглой пластиной, установленной с возможностью вращения на стационарной пластине 1b и имеющей диаметрально или просто радиально размещенный канал, внутри которого или в области которого установлены резьбовой вал 6с и каретка 9.
1. Дозирующее устройство для жидких и сметанообразных компонентов для украшения предпочтительно круглых пищевых продуктов, выполняющее распределение украшающего продукта (S) по спирали (13) путем сбрасывания его на основной продукт, находящийся внизу, при этом основной продукт (12) не движется и не перемещается вместе с дозирующим устройством и остается таким образом неподвижным относительно дозирующего устройства, сопла конца (7а) трубки, через которое украшающий продукт (S) поступает в ходе вращения (3r) или поступательного смещения в направлении (9t), и за счет сочетания которых украшающий продукт (S) распределяется по основному продукту (12) по спирали (13), отличающееся тем, что имеет механизм, выполненный с возможностью осуществления вращения (3r) и одновременно поступательного смещения (9t) конца (7а) трубки (7), предназначенной для подачи украшающего продукта, и включающий втулку (4), осуществляющую вращение (3r) вокруг перпендикулярной оси в центре стационарной плиты (3), размещенной над второй параллельной и концентрично расположенной плитой (1b) и имеющей отверстие (1с), через которое проходят два кронштейна (3с), неразъемно скрепленные своими верхними концами с нижней поверхностью втулки (4), причем каждый из этих кронштейнов удерживает своим нижним концом несущую пластину (6) с вращающимся (6r) резьбовым валом (6с), который располагается по горизонтали и пересекает перпендикулярную ось втулки (4) своей осью вращения, причем на резьбовом валу (6с) установлена каретка (9), которая имеет несущие элементы (9f, 9e) для конца (7е) гибкой трубки (7), свободно проходящей сквозь втулку (4), и при этом приведение в действие осуществляется от втулки (4), в то время как резьбовой вал (6c) получает свое вращение (6r) через фрикционный диск (6е), установленный на резьбовом валу (6с), причем фрикционный диск (6е) взаимодействует своим ободом (6f) с фрикционным кольцом (1f), размещенным выше или ниже и соединенным со стационарной конструкцией дозирующего устройства.
2. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовой вал (6с) приводится в движение через зубчатое колесо с внутренним венчиком, установленное на валу, причем зубчатое колесо взаимодействует с зубчатым колесом, постоянно соединенным со стационарной конструкцией дозирующего устройства.
3. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовой вал (6с) установлен внутри осуществляющей вращение (3r) втулки (4), которая, в этом случае, имеет внутренний канал (4с), диаметр которого позволяет вводить в него резьбовой вал (6с) в диаметральном положении.
4. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовой вал (6с) установлен над осуществляющей вращение (3r) втулкой (4), которая, в этом случае, имеет внутренний канал, диаметр которого по меньшей мере в два раза превышает величину перемещения каретки, или имеет расположенный с эксцентриситетом канал, диаметр которого по меньшей мере равен величине перемещения каретки (9), причем в обоих случаях устройство выполнено с возможностью замещения втулки (4) осуществляющим вращение (3r) диском, имеющим паз для конца (7а) трубки (7), расположенный по диаметру и/или радиусу, в то время как резьбовой вал (6с) для каретки (9) располагается в области этих пазов.
5. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что привод осуществляется резьбовым валом (6с), который приводит во вращение (3r) втулку (4) посредством фрикционного диска (6е) и/или зубчатого колеса, установленного на одном из его концов, посредством воздействия на фрикционное кольцо (1f) и/или зубчатое колесо, причем в этом случае применяется трение для передачи усилия на двигатель.
6. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что равномерность распределения украшающего продукта (S) обеспечивается таким образом, что за единицу времени распределенный объем украшающего продукта (S) и скорость, с которой украшающий продукт (S) наносится на основной продукт (12), расположенный внизу, остается постоянной в результате изменения скорости вращения в зависимости от изменения радиуса спирали (13).
7. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что равномерность распределения украшающего продукта (S) обеспечивается так, что вращение (3r) втулки (4) и, следовательно, конца трубки вокруг перпендикулярной оси втулки (4) остаются постоянными, а распределенный объем украшающего продукта (S) пропорционально изменению радиуса спирали изменяется таким образом, что уменьшение радиуса вызывает увеличение распределенного объема.
8. Дозирующее устройство для жидких и сметанообразных компонентов для украшения предпочтительно круглых пищевых продуктов, выполняющее распределение украшающего продукта (S) по спирали (13) путем сбрасывания его на основной продукт, находящийся внизу, при этом основной продукт (12) не движется и не перемещается вместе с дозирующим устройством и остается таким образом неподвижным относительно дозирующего устройства, сопла конца (7а) трубки, через которое украшающий продукт (S) поступает в ходе вращения (3r) или поступательного смещения в направлении (9t), и за счет сочетания которых украшающий продукт (S) распределяется по основному продукту (12) по спирали (13), отличающееся тем, что имеет механизм, выполненный с возможностью осуществления вращения (3r) и одновременно поступательного смещения (9t) конца (7а) трубки (7), предназначенной для подачи украшающего продукта, и включающий в себя втулку (4), осуществляющую вращение (3r) в центральном отверстии стационарной плиты, на которой установлено также фрикционное кольцо (1f) и/или зубчатое колесо, причем через центральное отверстие проходят два кронштейна (3с), неразъемно скрепленные своими верхними концами с нижней поверхностью втулки (4), причем каждый из этих кронштейнов удерживает своим нижним концом несущую пластину (6) с вращающимся (6r) резьбовым валом (6с), который располагается по горизонтали и пересекает перпендикулярную ось втулки (4) своей осью вращения, причем несущие пластины (6) с резьбовым валом (6с) располагаются непосредственно под втулкой (4) и/или фланцем втулки (4), а на резьбовом валу (6с) установлена каретка (9), которая имеет несущие элементы (9f, 9e) для конца (7е) гибкой трубки (7), свободно проходящей сквозь втулку (4), и при этом приведение в действие осуществляется от втулки (4), в то время как резьбовой вал (6с) получает свое вращение (6r) через фрикционный диск (6е), установленный на резьбовом валу (6с), причем фрикционный диск (6е) взаимодействует своим ободом (6f) с фрикционным кольцом (1f), размещенным выше или ниже и соединенным со стационарной конструкцией дозирующего устройства.
9. Дозирующее устройство по п.8, отличающееся тем, что резьбовой вал (6с) установлен внутри осуществляющей вращение (3r) втулки (4), которая, в этом случае, имеет внутренний канал (4с), диаметр которого позволяет вводить в него резьбовой вал (6с) в диаметральном положении.
10. Дозирующее устройство по п.8, отличающееся тем, что резьбовой вал (6с) установлен над осуществляющей вращение (3r) втулкой (4), которая, в этом случае имеет внутренний канал, диаметр которого по меньшей мере в два раза превышает величину перемещения каретки, или имеет расположенный с эксцентриситетом канал, диаметр которого по меньшей мере равен величине перемещения каретки (9), причем в обоих случаях устройство выполнено с возможностью замещения втулки (4) осуществляющим вращение (3r) диском, имеющим паз для конца (7а) трубки (7), расположенный по диаметру и/или радиусу, в то время как резьбовой вал (6с) для каретки (9) располагается в области этих пазов.
11. Дозирующее устройство по п.8, отличающееся тем, что привод осуществляется резьбовым валом (6с), который приводит во вращение (3r) втулку (4) посредством фрикционного диска (6е) и/или зубчатого колеса, установленного на одном из его концов, посредством воздействия на фрикционное кольцо (1f) и/или зубчатое колесо, причем в этом случае применяется трение для передачи усилия на двигатель.
