Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ПРОДУКТА СПИРАЛЬНЫМИ ЛОМТИКАМИ, СПОСОБ РЕЗКИ ПРОДУКТА СПИРАЛЬНЫМИ ЛОМТИКАМИ, НОЖЕВОЙ УЗЕЛ ДЛЯ РЕЗКИ ПРОДУКТА СПИРАЛЬНЫМИ ЛОМТИКАМИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ПРОДУКТА СПИРАЛЬНЫМИ ЛОМТИКАМИ, СПОСОБ РЕЗКИ ПРОДУКТА СПИРАЛЬНЫМИ ЛОМТИКАМИ, НОЖЕВОЙ УЗЕЛ ДЛЯ РЕЗКИ ПРОДУКТА СПИРАЛЬНЫМИ ЛОМТИКАМИ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ПРОДУКТА СПИРАЛЬНЫМИ ЛОМТИКАМИ, СПОСОБ РЕЗКИ ПРОДУКТА СПИРАЛЬНЫМИ ЛОМТИКАМИ, НОЖЕВОЙ УЗЕЛ ДЛЯ РЕЗКИ ПРОДУКТА СПИРАЛЬНЫМИ ЛОМТИКАМИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: устройство для резки продукта содержит корпус с ножевым узлом, приводное средство, средство для ввода промывочной жидкости для охлаждения и смазывания наружной боковой части ножевого узла и ведущей поверхности приводного средства. Способ резки продукта включает приведение во вращение ножедержателя ножевого узла с комплектом лезвий и прижатие продукта к лезвиям. Вращение ножедержателя осуществляют в горизонтальной плоскости. На зубчатое приводное средство подают поток промывочной жидкости. Прижатие продукта к лезвиям осуществляют в направлении вниз, причем группы лезвий расположены по спиральным траекториям так, что при выполнении стадии прижатия продукта лезвия последовательно входят в контакт с продуктом. Ножевой узел для резки продукта содержит ножедержатель с вертикальной осью вращения и закрепленный на нем нож, включающий два пластинчатых элемента, образующих два комплекта лезвий, расположенных в основном в горизонтальной плоскости, по спиральным траекториям. 3 с. и 20 з. п. ф-лы, 24 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2060153
Класс(ы) патента: B26D3/11
Номер заявки: 5011230/13
Дата подачи заявки: 18.03.1992
Дата публикации: 20.05.1996
Заявитель(и): Эшлок Компани (US)
Автор(ы): Фредерик Дж.Симперман[US]; Клаус Силберман[US]
Патентообладатель(и): Эшлок Компани (US)
Описание изобретения: Изобретение относится к устройству для резки продуктов, таких как картофель, на спиральные или спиралевидные части.
Известны системы переработки пищевых продуктов, служащие для резки пищевых продуктов на спиральные или спиралевидные части.
Известно устройство для резки пищевых продуктов (например картофеля) на спиральные части, которое транспортирует картофелины между группой (верхний, нижний и боковые) контейнеров к группе подпружиненных подающих роликов. Каждую картофелину затем подвергают в горизонтальном направлении между подающими роликами в контакт с вращающимся ножевым аппаратом (узлом). Последний имеет две ориентированные в радиальном направлении группы горизонтально выступающих лезвий для нарезания картофелины и вертикально ориентированное лезвие для отрезания спиральных ломтиков от надрезанной картофелины.
Известен ножевой аппарат, который приводят во вращение посредством ведущего зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с приводными зубьями ножевого аппарата, или посредством приводного ремня, находящегося в зацеплении с зубьями элемента ножевого аппарата.
В соответствии с изобретением предлагается устройство для производства спиральных ломтиков продукта, содержащее приводное средство ножевого аппарата, в котором используют воду для охлаждения и очистки его подшипников, ножевой аппарат, имеющий лезвия, расположенные по спирали для уменьшения крутящего момента, необходимого для резки продукта ломтиками, и вертикально ориентированный узел подающих роликов и подающих цепей для передвижения объектов в контакт с ножевым аппаратом.
В соответствии с изобретением предлагается устройство для производства спиральных ломтиков продукта. Предлагаемое устройство пригодно для резки ломтиками разных продуктов, например картофеля.
Предлагаемое устройство содержит установленный с возможностью вращения ножевой аппарат, имеющий одну или несколько групп лезвий ножа, расположенных по спирали. Каждая группа лезвий дает несколько ломтиков картофеля винтообразной (спиральной) формы. Спиральное расположение каждой группы лезвий обеспечивает уменьшение крутящего момента, необходимого для резки картофеля, с использованием предлагаемого ножевого аппарата.
Расположение надрезающих и разрезающих лезвий в предлагаемом устройстве обеспечивает производство спиральных ломтиков одним непрерывным режущим действием, а не надрезающим режущим действием с последующей резкой для получения спиральных ломтиков.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения содержат две группы лезвий для резки ломтиками для получения двух групп переплетенных спиральных ломтиков продукта. Изогнутая разделительная трубка, проходящая вниз из зоны расположения лезвий для резки ломтиками, расцепляет пару переплетенных ломтиков, имеющую наименьший радиус, когда ножевой аппарат и разделительная трубка вращается как одно целое.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, перспективный вид предпочтительного варианта; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 узел подачи продукта, вид спереди; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 часть устройства, вид сбоку; на фиг. 8 перспективный вид в разобранном состоянии элементов зубчатой передачи устройства, показанного на фиг. 1; на фиг. 9 перспективный вид в разобранном состоянии ножевого аппарата устройства; на фиг. 10 разрез Д-Д на фиг. 9; на фиг. 11 ножевой аппарат в разобранном состоянии, вид сбоку; на фиг. 12 разрез Е-Е на фиг. 11; на фиг. 13 разрез Ж-Ж на фиг. 12; на фиг. 14 часть аппарата, показанного на фиг. 11, план; на фиг. 15 часть заготовки ножа, которая может быть обработана (путем гибки и заточки) для получения ножевого элемента, показанного на фиг. 14, вид сбоку; на фиг. 16 ножевой аппарат, пригодный для установки в устройстве, план; на фиг. 17 разрез З-З на фиг. 16; на фиг. 18 разрез И-И на фиг. 16; на фиг. 19 разрез К-К на фиг. 16; на фиг. 20 ножевой аппарат, вариант; на фиг. 21 то же, разрез части аппарата, находящегося в контакте с картофелиной; на фиг. 22 спиральный ломтик такого типа, который может быть получен при использовании аппарата, показанного на фиг. 20; на фиг. 23 часть ножевого аппарата, показанного на фиг. 20, план; на фиг. 24 разрез Л-Л на фиг. 23.
Предлагаемое устройство (фиг. 1) обеспечивает производство спиральных ломтиков (например ломтиков 4) из картофелины 2 на вибрационном столе 1 и картофелины 3, падающей между подающей 5 и захватывающей 7 цепями). Падающие с вибрационного стола неразрезанные картофелины направляют в промежуток между подающей цепью и захватывающей цепью посредством шпинделей 11 и 13, при этом каждую картофелину захватывают посредством цепей и перемещают вниз к группе подающих роликов 27.
Подающая цепь 5 обхватывает шпиндель 11 и приводную звездочку 15, а захватывающая цепь 7 шпиндель 13 и приводную звездочку 17. При вращении звездочек 15 и 17 цепь 5 вращается в направлении против часовой стрелки, заставляя шпиндель 11 вращаться вокруг оси 11а, а цепь 7 вращается в направлении по часовой стрелке, заставляя шпиндель 13 вращаться вокруг оси 13а. Шпиндель 13 имеет меньший диаметр, чем шпиндель 11, причем оба шпинделя 11 и 13 изготавливают из прочной пластмассы. Центральная линия шпинделя 13 смещена по вертикали в положение выше центральной линии шпинделя 11, в результате чего шпиндели 11 и 13 уводят картофелины 2 с горизонтальной траектории на направленную вниз вертикальную траекторию между цепями 5 и 7.
При движении каждой картофелины вниз между цепями 5 и 7 ее удерживают посредством одной из планок 9 захватывающей цепи 7 и ориентируют посредством направляющих 6 подающей цепи 5, в результате чего она приходит к подающим роликам 27 ориентированной вертикально (ее длинная ось ориентирована вертикально).
Подающие ролики 27 установлены на концах вращающихся валов 23 и 25, звездочка 15 на конце вращающегося вала 28, а звездочка 17 на конце вращающегося вала 26. Каждый из валов 23, 25, 26 и 28 установлен с возможностью свободного перемещения в горизонтальном направлении. Эта свобода перемещения по горизонтали обеспечивает возможность смещения звездочек 15 и 17 (и роликов 27) в направлении друг от друга при необходимости обеспечения возможности прохождения между ними больших картофелин.
Когда валы 23 и 25 вращают подающие ролики 27 в направлении, показанном на фиг. 1, зубцы подающих роликов 27 захватывают каждую картофелину и проталкивают в вертикальном направлении к ножу 21. Нож 21, вращаясь в горизонтальной плоскости, разрезает на ломтики каждую картофелину, прижатую к нему посредством подающих роликов 27. Зубцы подающих роликов 27 имеют треугольное сечение (как показано на фиг. 4), что в сочетании с канавкой в средней части каждого подающего ролика (фиг. 2) позволяет располагать подающие ролики 27 очень близко к ножу 21.
Нож 21 установлен на ножедержателе 29, прикрепленном к опоре 31, наружная цилиндрическая поверхность которой имеет зубья, находящиеся в зацеплении с соответствующими зубьями промежуточного зубчатого колеса 35.
Спиральные ломтики 4, получаемые с помощью вращающегося ножа 21, подают по выгрузной трубе 19, неподвижно прикрепленной к раме 36, причем ее внутренний диаметр токов, что обеспечивает небольшое дополнительное торможение отрезанных спиральных ломтиков при их отсоединении от вращающегося ножа 21. Это торможение вследствие трения о выгрузную трубу 19 будет предотвращать быстрое вращение неразрезной концевой части и ее отламывание после расщепления с подающими роликами 27. Это обеспечивает полную разрезку каpтофелины.
Подающие ломтики могут быть собраны в бункере или на контейнерной ленте. Вокруг подающего узла (цепи 5 и 7 и подающие ролики 27) устройства установлен с возможностью снятия кожух 18 (фиг. 1), служащий для предотвращения выхода из зоны ломтиков картофеля и для предотвращения проникновения загрязнителей в зону расположения ножа во время выполнения операций резки,
Трубопровод 8 для воды направляет струю воды в зону расположения звездочек 15 и 17 и подающих роликов 27, а трубопровод 9 направляет струю воды в зону расположения ножа 21 для промывки элементов в указанных зонах.
Кожух 8 (фиг. 4) имеет проходящее сквозь его боковую стенку отверстие, через которое может быть вставлен трубопровод 8 для воды. Дополнительные трубопроводы 10 и 10а для воды (фиг. 2 и 7) подают воду для охлаждения и промывки промежуточного зубчатого колеса 35 и опоры 31 для ножа.
Вертикально расположенный вал 47 в редукторе 49 вращают вокруг его вертикальной оси посредством приводного ремня 45, обхватывающего приводной вал 39. Редуктор 49 (фиг. 6) содержит червячные зубчатые колеса для преобразования вертикального вращения вала 47 во вращение в направлении против часовой стрелки валов 63а и в направлении по часовой стрелке валов 65а. Смазочное масло, текущее через редуктор 49 вниз, заставляют посредством нагнетательного вида 49b рециркулировать обратно в верхнюю часть редуктора 49 по маслопроводу 49а.
Верхний и нижний валы 65а соединены с верхней и нижней универсальными соединительными муфтами 65 (фиг. 2), а верхний и нижний валы 63а с верхней и нижней универсальными соединительными муфтами 63 (фиг. 3).
Верхняя и нижняя муфты 65 соединены соответственно с валами 28 и 25, верхняя и нижняя муфты 63 с валами 26 и 23. Валы 28 и 25 поддерживают посредством регулируемых верхнего и нижнего ползунов 79, валы 26 и 23 посредством верхнего и нижнего ползунов 77 (фиг. 3).
Каждая из соединительных муфт 63 и 65 передает вращательное движение от одного соединенного с ней вала к другому соединенному к ней валу.
Валы 23, 25, 26 и 28 установлены с возможностью свободного поворота в направлении друг к другу или в направлении друг от друга в горизонтальной плоскости (т. е. в направлении стрелок, показанных вблизи валов 26 и 28 на фиг. 3, и в направлении стрелок, показанных вблизи валов 23 и 25 на фиг. 1) при их вращении.
Установочный элемент 69 (фиг. 3) неподвижно соединен с валом 28 и с одним концом жесткого элемента 75, а установочный элемент 71 с валом 26 и с одним концом жесткого элемента 73. Элементы 69 и 71 соединены друг с другом посредством шарнира 67, в результате чего узел, содержащий вал 26 и элементы 71 и 73, имеет возможность свободно поворачиваться в горизонтальной плоскости вокруг шарнира 67 относительно узла, содержащего вал 28 и элементы 69 и 75.
Второй конец элемента 73 прикреплен к ползуну 77, а второй конец элемента 75 к регулируемому ползуну 79. К каждому ползуну 79 прикреплен регулируемый винт 78 для ограничения минимального расстояния между ползуном 79 и соседним ползуном 77. Каждая пара соседних ползунов 77 и 79 имеет возможность свободного скольжения в направлении друг к другу (и друг от друга) по оси винта 78 и при повороте валов 26 и 28 с одновременным вращением валов 26 и 28 вокруг соответственных осей относительно ползунов 77 и 79.
Вертикально расположенная плита 81 скольжения (фиг. 1-3) отделяет ножевой и подающий узел от приводного вала. Плита 81 (которую предпочтительно изготавливают из прочной пластмассы) имеет четыре горизонтально ориентированных линейных отверстия 81а (одно для каждого из верхнего и нижнего ползунов 77 и верхнего и нижнего ползунов 79). Валы 23, 25, 26 и 28 проходят через отверстия 81а, а ползуны 77 и 79 скользят вдоль по отверстиям 81а. Отверстия 81а действуют таким образом, как линейные направляющие, которые заставляют ползуны поступательно двигаться по горизонтальным прямолинейным траекториям. Плита 81 скольжения также препятствует загрязнению приводного узла частицами продукта из зоны расположения ножа.
К элементу 73 присоединен один конец жесткого стержня 41, а между элементом 75 и другим концом стержня 41 сжата пружина 43. Таким образом, пружина 43 отжимает элементы 73 и 75 в направлении друг к другу. При разведении валов 26 и 28 (например, картофельной, проходящей между ними), направленное наружу усилие, оказываемое на элементы 73 и 75 скользящими в направлении наружу ползунами 77 и 79, дополнительно снижает пружину 43. Затем, после того как картофелина выйдет из промежутка между валами 26 и 28, пружина 43 разжимается обратно до первоначальной длины. При этом она заставляет элементы 73 и 75 толкать ползуны 77 и 79 в направлении друг к другу и поворачивать элементы 69 и 71 вокруг шарнира 67 обратно в их первоначальные положения.
Соединительные муфты 63 и 65 способны изгибаться в горизонтальной плоскости, приспосабливаясь к повороту валов 26 и 28 относительно неподвижно закрепленного редуктора 49.Регулируемые винты 80 ограничивают поворот элемента 71. Винты 80 могут быть независимо друг от друга ввернуты или вывернуты для регулирования углового диапазона, в котором элемент 71 имеет возможность поворачиваться.
Устройство содержит два одинаковых приводных узла для валов: верхний узел для приведения во вращение валов 26 и 28 (фиг. 3). Нижний узел для привода валов 23 и 25 содержит нижний регулируемый ползун 79 (фиг. 2), нижний ползун расположен под верхним ползуном 77 (фиг. 3); валы 25 и 23 расположены соответственно под валом 28 и валом 26 (фиг. 3). Второй узел содержит соединительные муфты 69 и 71, ползуны 77 и 79, элементы 73 и 75, стержень 41, пружину 43 и винты 80 (фиг. 3).
Нижний узел действует так же, как и верхний так что картофелина, проходящая между валами 23 и 25, будет временно смещать валы (сжимая при этом пружину 43), а затем после того как нож 21 разрежет картофелину пружина 43, разжимаясь до первоначальной ее длины, заставит валы 23 и 25 вернуться в первоначальные положения.
Изнашиваемая прокладка 34 (предпочтительно изготовленная на нержавеющей стали), корпус 33 опоры и крепление 35а промежуточного зубчатого колеса (фиг. 7 и 8) неподвижно прикреплены к раме 36, нож 21 к ножедержателю 29, а последний к опоре 31. Узел, содержащий нож 21, держатель 29 и опору 31, установлен с возможностью вращения в корпусе 33 для опоры, в результате чего он имеет возможность вращаться как одно целое относительно неподвижно закрепленного корпуса 33. Опору 31 предпочтительно изготавливают из прочной пластмассы (такой, как пластмасса сверхвысокой молекулярной массы), а корпус 33 из бронзы.
Промежуточное зубчатое колесо 35 прикреплено с возможностью вращения к креплению 35а. От наружной, цилиндрической поверхности опоры 31 ножа выступают зубья. Эти зубья находятся в зацеплении с соответствующими зубьями, выступающими от наружной, по существу цилиндрической поверхности промежуточного зубчатого колеса 35.
Как показано на фиг. 2, к приводному валу 39 прикреплено неподвижно крепление 37а для приводного зубчатого колеса 37, неподвижно закрепленного на элементе 37а. От наружной поверхности приводного зубчатого колеса 37 выступают зубья с размерами, обеспечивающими их зацепление с зубьями промежуточного зубчатого колеса 35. Между двигателем 39а и приводным зубчатым колесом 37 происходит приводной вал 39, закрепленный с возможностью вращения на раме 36. Когда двигатель 39а вращает вал 39, последний вращает не только ремень 45 (чтобы заставить вращаться вал 47), но и приводное зубчатое колесо 37. Вращательное движение зубчатого колеса 37 передают через зубчатое колесо 35 к опоре 31, чтобы заставить вращаться нож 21.
Потребитель, использующий устройство в соответствии с изобретением, может регулировать толщину производимых спиральных ломтиков путем изменения скорости вращения вала 47 (и, следовательно, скорости подачи картофелин посредством подающих роликов 27 к ножевому аппарату) или изменения скорости, с которой зубчатое колесо 35 вращает опору 31 ножа (например, путем замены зубчатого колеса 35 или зубчатого колеса 37 сменным зубчатым колесом) или и того и другого.
Как показано на фиг. 7, сквозь корпус 33 проходит канал 12, а сквозь крепления 35а промежуточного зубчатого колеса канал 12а. Канал 12 имеет входное отверстие для приема воды (или какой-либо другой промывочной жидкости) из трубопровода 10, а канал 12а входное отверстие для приема воды (или какой-либо другой промывочной жидкости) из трубопровода 10а (трубопровод 10а может быть отводным трубопроводом, соединенным с трубопроводом 10).
Канал 12 имеет кольцевые выходные отверстия 14а и 14b (или в соответствии с другим вариантом серию выходных отверстий малого диаметра, расположенных по кольцу 14а и по кольцу 14b). Таким образом, промывочная жидкость имеет течь (в направлении стрелок, показанных на фиг. 7 в канале 12) из трубопровода 10 через канал 12 и выходить из выпускных отверстий 14а и 14b в пространство между неподвижным корпусом 33 для опоры и вращающейся опорой 31 ножа.
Сквозь опору 31 также проходит канал 14с, так что промывочная жидкость (например, вода) может течь от выпускного отверстия 14b через канал 14с в зону 14е между неподвижным корпусом 33 опоры и вращающейся опорой 31. Жидкость, вытекающая из выпускных отверстий 14а и 14b (и выходного отверстия канала 14с), служит для вымывания загрязнителей (таких, как частицы крахмалистого картофеля) из пространства между опорой 31 и корпусом 33 и из пространства между опорой 31 и зубчатым колесом 35 и для охлаждения и уменьшения износа опоры 31.
Канал 12а тоже имеет кольцевое выходное отверстие 14d, так что промывочная жидкость (такая, как вода) может течь (в направлении стрелок, показанных в канале 12а) из трубопровода 10а по каналу 12а и выходить из выходного отверстия 14d в зазор между неподвижным креплением 35а и вращающимся зубчатым колесом 35. Жидкость, вытекающая из выпускного отверстия 14d, служит для вымывания загрязнителей из пространства между креплением 35а и зубчатым колесом 35 и из пространства между опорой 31 и зубчатым колесом 35 и для охлаждения и уменьшения износа опоры 31 и зубчатого колеса 35.
Как показано на фиг. 7, поток жидкости в трубопроводах 10 и 10а предпочтительно контролируют посредством датчика расхода, предусмотрен также выключатель в цепи управления двигателем. Этот выключатель может быть приведен в действие вручную. Но в предпочтительном варианте выключатель может быть выключен автоматически в ответ на управляющий сигнал от датчика расхода. Например, когда датчик обнаруживает не отвечающий требованиям расход жидкости через трубопроводы 10 и 10а, он посылает к выключателю в цепи управления двигателем сигнал, заставляющий выключатель отключить двигатель 39а.
Нож 21 (фиг. 9 и 10) содержит ножевые сегменты 21а и 21b, неподвижно прикрепленные к ножедержателю 29, например, посредством винтов, вставленных в отверстия 29а (в сегментах 21а и 21b) и отверстия 29b в держателе 29 (когда отверстия 29b совмещены с отверстиями 29а).
Ножевой сегмент 21b содержит центральное цилиндрическое лезвие 20. Нож 21 и держатель 29 установлены так, что ось лезвия 20 совмещена с вертикальной осью 20а (фиг. 4). Когда подающие ролики 27 толкают картофелину 3 вниз по оси 20а, лезвие 20 вращающегося ножевого аппарата пронзает картофелину и вырезает центральную цилиндрическую сердцевинную часть из остальной части картофелины.
Сегмент 21 ножа содержит группу лезвий, состоящую из вертикальных лезвий 22 и горизонтальных лезвий 24. Когда ножевой аппарат вращается в направлении против часовой стрелки (в направлении, показанном стрелкой 20b на фиг. 9) и ролики 27 подают картофелину к ножевым сегментам 21а и 21b, лезвия 22 и 24 отрезают спиральные ломтики от картофеля в одно действие одновременного резания. В известных устройствах для резки картофеля ломтиками конец картофелины надрезают посредством группы надрезающих лезвий во время первого режущего действия, а затем от надрезанной картофелины отрезают спиральные ломтики посредством отдельного отрезного лезвия при втором, последующем режущем действии.
Как показано на фиг. 9, верхняя поверхность ножедержателя 29 не плоская, а имеет наклонный профиль. Вертикальный уступ 29d ножедержателя 29 разделяет низшую и высшую части наклонной поверхности держателя 29.
Как показано на фиг. 11, ножевой сегмент 21b имеет верхнюю часть (соседнюю с краем 21b) и нижнюю часть (противоположную краю 21b), а ножевой сегмент 21а верхнюю часть (включающую лезвия 22 и 24) и нижнюю часть (противоположную лезвиям 22 и 24). Когда сегменты 21а и 21b закреплены на держателе 29, сегмент 21а занимает положение 21а' по отношению к сегменту 21b. Когда сегменты 21а и 21b так закреплены на держателе 29, верхняя часть сегмента 21b сближена с нижней частью сегмента 21а (причем скошенный край 21с сегмента 21b расположен чуть ниже соседнего заднего края сегмента 21а), а лезвия 24 (верхней части сегмента 21а) расположены выше нижней части сегмента 21b.
На фиг. 10 показан вид снизу сегментов 21а и 21b ножа в сборе.
При вращении ножа 21 (в направлении по часовой стрелке на фиг. 10) сегмент 21а ножа вращается выше ломтиков картофеля, которые уже отрезаны посредством лезвий 22 и 24, а неразрезанная часть картофелин отжимается вниз к веpхней поверхности сегмента 21а
Каждое из четырех вертикальных лезвий 22 (фиг. 11-13) имеет заостренную переднюю кромку 22а. Первый этап предпочтительной технологии изготовления лезвий 22 состоит в получении плоской заготовки соответствующей формы (часть которой показана на фиг. 15) для ножевого сегмента 21а. Затем для образования каждого лезвия 22 часть заготовки загибают по линии 22b изгиба (например, в положение лезвия 22, показанное штрихпунктирно на фиг. 15). И наконец, делают острые кромки 22а и лезвия 24 путем затачивания (заострения) требуемых участков передней кромки ножевого сегмента 21а.
Как показано на фиг. 14 (которая представляет собой вид сверху ножевого сегмента 21а) и фиг. 9, лезвия 22 и соответствующие лезвия 24 расположены спирально (криволинейно). Так, крайнее внутреннее лезвие 24 совпадает с первым радиусом ножевого аппарата, а каждое другое лезвие 24 с иным радиусом ножевого аппарата. Средняя точка каждой из вертикальных кромок 22а также совпадает с отличным от других радиусом ножевого аппарата.
Вращающийся нож 21 способен обеспечить получение до пяти спиральных ломтиков картофеля, каждый из которых имеет отличный от других радиус и каждый соответствует одной из зон А, В, С, D и Е (фиг. 14). Из картофелины, имеющей радиус, меньший, чем радиус зоны D, может быть получено менее пяти спиральных ломтиков. Каждое из лезвий 22 производит спиральные ломтики. Кроме таких спиральных ломтиков, центральное цилиндрическое лезвие 20 делает цилиндрический ломтик (сердцевинную часть картофелины, вырезаемую посредством центрального лезвия 20 и проталкиваемую через него).
Спиральное расположение лезвий 22 (и спиральное расположение лезвий 24) уменьшает крутящий момент, который предлагаемое устройство должно создать для резки ломтиками каждой картофелины, потому что крайние лезвия 22 и 24 (два лезвия, наиболее далекие от центрального лезвия 20) отрезают крайнюю наружную спиральную часть каждой картофелины раньше, чем другие лезвия войдут в контакт с картофелиной.
Таким образом, все усилие, оказываемое ножом 21 на картофелину (во время начальной фазы каждой операции резки спиральными ломтиками), создает только крайняя наружная пара лезвий, а не все лезвия 22 и 24 одновременно. Конечно, ни одна пара соседних лезвий 22 и 24 не войдет в соприкосновение с картофелиной до тех пор, пока все лезвия 22 и 24 снаружи от такой пары не отрежут части картофелины.
Вариант, показанный на фиг. 14, имеет четыре вертикальных лезвия 22 и пять горизонтальных лезвий 24, но предполагается, что альтернативные варианты ножевого сегмента 21а могут иметь более (или менее) четырех криволинейно расположенных вертикальных лезвий 22 и более (или менее) пяти криволинейно расположенных горизонтальных лезвий 24.
Нож 51 (фиг. 16-19) является вариантом ножа 21, имеющим две одинаковые группы лезвий, которые обеспечивают возможность получения двух одинаковых групп спиральных ломтиков (в отличие от ножа 21, который обеспечивает возможность получения только одной группы спиральных ломтиков). Размеры ножа 51 обеспечивают возможность закрепления его на ножедержателе 29', имеющего такие размеры, чтобы он служил в качестве сменного для ножедержателя 29.
Нож 51 состоит из центрального, вырезающего сердцевину лезвия 50 и одинаковых ножевых сегментов 51а и 51b, неподвижно присоединенных к центральному лезвию 50. Ножевой сегмент 51а прикреплен к ножедержателю 29' посредством винта 60 (или т. п.), а ножевой сегмент 51b к ножедержателю 29' посредством винта 62 (или т. п.).
Нож 51 и ножедержатель 29' установлены так, что ось лезвия 50 ориентирована вертикально (как и ось лезвия 20 на фиг. 4). Когда подающие ролики толкают картофелину вниз в направлении к вращающемуся ножу 51, лезвие 50 пронзает картофелину и вырезает центральную цилиндрическую сердцевину картофелины из остальной части.
Ножевой сегмент 51а имеет три вертикальных лезвия 52 и четыре горизонтальных лезвия 54, а ножевой сегмент 51b три вертикальных лезвия 53 и четыре горизонтальных лезвия 54. Когда (фиг. 16) ножевой аппарат вращается в направлении против часовой стрелки и подающие ролики подают картофелину с сегментами 51а и 51b, лезвия 52 и 54 отрезают от картофелины первую группу ломтиков, содержащую до четырех спиральных (спиралевидных) ломтиков.Каждый спиральный ломтик в первой группе имеет отличный от других радиус, причем каждый радиус соответствует радиальному расстоянию между центром лезвия 50 и средней точкой лезвия 54, которое отрезало ломтик. Кроме того, при вращении ножевого аппарата лезвия 53 и 55 отрезают от картофелины вторую группу ломтиков, содержащую до четырех спиральных ломтиков. Каждый спиральный ломтик во второй группе имеет радиус, соответствующий радиусу одного из спиральных ломтиков в первой группе. Первая и вторая группы ломтиков взаимно переплетены так, что витки каждого ломтика в первой группе занимают промежутки между витками соответствующего ломтика во второй группе.
Отрезанные ломтики картофеля падают вниз через пространство под внутренней наклонной поверхностью 30' ножедержателя 29' и выгрузную трубу (труба 19 на фиг. 1). В выгрузной трубе (или ниже) предпочтительно устанавливают средство для расцепления переплетенных витков первой и второй групп спиральных ломтиков, когда они падают из ножевого аппарата (фиг. 16).
Верхняя поверхность ножедержателя 29' (фиг. 17) выполнена наклонной (ее подъем уменьшается с увеличением радиального расстояния от центрального лезвия 50). Таким образом каждое из крайних наружных лезвий 52, 53, 54 и 55 расположено ниже, чем соответствующее одно из крайних внутренних лезвий 52, 53, 54 и 55 (фиг. 17-19). Лезвия 52 и 54 расположены криволинейно, в результате чего крайняя наружная пара соседних лезвий 52 и 54 вращающегося ножа 51 будет сцепляться с картофелиной раньше, чем крайняя внутренняя пара соседних лезвий 52 и 54, что уменьшит крутящий момент, необходимый для резки картофеля.
Аналогичным образом лезвия 53 и 55 расположены криволинейно, так что крайняя наружная пара соседних лезвий 53 и 56 вращающегося ножа 51 будет входить в соприкосновение с картофелиной раньше, чем крайняя внутренняя пара соседних лезвий 53 и 55.
Нож 81 (фиг. 20, 21, 23 и 24) также является вариантом ножа 21 и имеет две одинаковые группы лезвий, которые обеспечивают возможность получения двух одинаковых групп спиральных ломтиков (в отличие от ножа 21, который обеспечивает возможность получения только одной группы спиральных ломтиков). Размеры ножа 51 таковы, что обеспечивают возможность закрепления его на ножедержателе 129, имеющему такие размеры, чтобы он служит в качестве сменного для ножедержателя 29.
Нож 81 состоит из центрального, вырезающего сердцевину лезвия 80, одинаковых ножевых сегментов 81а и 81b (неподвижно присоединенных к вырезающему сердцевину лезвию 80), снабженной режущими кромками опорной трубки 86 (неподвижно присоединенной к ножевым сегментам 81а и 81b) и разделительной трубки 100 (неподвижно присоединенной к вырезающему сердцевину лезвию 80). Ножевой сегмент 81а прикреплен к ножедержателю 129 посредством винта 94 (или т. п.), а ножевой сегмент 81b к ножедержателю 129 посредством винта 92 (или т. п.).
Нож 81 и ножедержатель 129 установлены так, что ось лезвия 80 ориентирована вертикально (как и ось лезвия 20 на фиг. 4). Когда подающие ролики толкают картофелину вниз в направлении к вращающемуся ножу 81, лезвие 80 пронзает картофелину и вырезает центральную цилиндрическую сердцевинную часть картофелины из остальной ее части. Разделительная трубка 100 (фиг. 21) соосно совмещена (и соединена) с лезвием 80. Центральную цилиндрическую сердцевину картофелины проталкивают вниз по каналу, проходящему через лезвие 80 и трубку 100, до тех пор, пока сердцевина не выйдет из нижнего конца трубки 100.
Ножедержатель 129 вращают относительно неподвижного корпуса 133 (фиг. 24). К корпусу 133 прикреплена выгрузная труба 119, ограничивающая сердцевину и спиральные ломтики картофеля, когда эти части картофеля выпадают из вращающегося аппарата (узла), содержащего нож 81 и ножедержатель 129.
Ножевой сегмент 81а имеет два вертикальных лезвия 82 и четыре горизонтальных лезвия 84, а ножевой сегмент 81b два вертикальных лезвия 83 и четыре горизонтальных лезвия 85. Опорная труба 86 имеет заостренные вертикально расположенные режущие части (лезвия) 86а и 86b. Когда нож 81 вращается вокруг оси лезвия 80, каждая группа лезвий 84 и 85 отрезает спиральный ломтик от картофелины 90 (фиг. 21). Одновременно лезвия 86а и 82 разделяют спиральный ломтик, отрезанный посредством лезвий 84, на первую группу из четырех (или меньше) спиральных частей (каждая имеет отличный от других радиус), а лезвия 86b и 83 разделяют спиральный ломтик, отрезанный посредством лезвий 85, на вторую группу из четырех (или меньше) спиральных частей (каждая имеет отличный от других радиус).
Радиус каждого спирального ломтика в первой (или второй) группе соответствует радиальному расстоянию между центральной осью лезвия 80 и средней точкой горизонтального лезвия 84 (или 85), которое отрезало ломтик.
Каждый спиральный ломтик в первой группе переплетен с соответствующим ломтиком во второй группе, причем витки каждого ломтика в первой группе занимают промежутки между витками соответствующего ломтика во второй группе. Например, как показано на фиг. 21, спиральный ломтик 95 (ломтик, имеющий наименьший радиус из первой группы ломтиков картофелины 90) первоначально переплетен со спиральным ломтиком 96 (соответствующий ломтик из второй группы ломтиков картофелины 90) непосредственно после отсоединения ломтиков 95 и 96 от вращающегося ножа 81.
На фиг, 21 переплетенные ломтики 95 и 96 показаны штрихпунктирными линиями (обозначены позициями 95' и 96') в положениях, которые они первоначально занимают сразу же после отсоединения от ножа 81.
При падении переплетенных ломтиков 95 и 96 в направлении от ножа 81 по оси разделительной трубки 100 (в пространстве, замкнутом посредством выгрузной трубы 119, показанной на фиг. 24) трубка 100 расцепляет переплетенные витки ломтиков 95 и 96 (в результате центробежной силы, создаваемой концевой частью 101, вращающейся с высокой скоростью). Изогнутая концевая часть 101 трубки 100 показана на фиг. 24. От концевой части 101 выступает в направлении наружу штифт 104. При вращении ножа 81 (фиг. 21) штифт 104 будет на мгновение задерживать один из ломтиков (т. е. ломтик 95), при этом действие вращающегося изогнутой концевой части 101 на ломтики 95 и 96 будет расцеплять эти два ломтика друг с другом. Каждый из полученных в результате этого отсоединенных ломтиков будет иметь промежутки между его витками (которые были ранее заняты ломтиком, с которым отсоединенный ломтик был первоначально переплетен). Например, отсоединенный ломтик 95, показанный на фиг. 22, имеет промежутки 95а между его витками.
В предпочтительном варианте трубку 100 получают путем изгибания концевой части отрезка прямой металлической трубки. Концевую часть гнут так, чтобы она получила криволинейную форму. Конец прямой трубки, противоположный изогнутому концу, надевают на конец цилиндрического лезвия 80 (фиг. 24). В боковой стенке изогнутой концевой части трубки делают частично проходящее сквозь нее небольшое отверстие, в котором закрепляют путем сварки штифт 104.
Лезвия 82, 84 и 86а расположены криволинейно так, что крайняя наружная пара соседних лезвий 82 и 84 вращающегося ножа 81 будет входить в контакт с картофелиной раньше крайней внутренней пары соседних лезвий 84 и 86а, что уменьшит крутящий момент, необходимый для резки картофелины на ломтики. Аналогичным образом, лезвия 83, 85 и 86b расположены криволинейно так, что крайняя наружная пара соседних лезвий 83 и 85 вращающегося ножа 81 будет входить в контакт с картофелиной раньше, чем крайняя внутренняя пара соседних лезвий 85 и 86b.
Предлагаемый способ может быть осуществлен с использованием описанного устройства и включает стадии: а вращение группы криволинейно расположенных лезвий ножа в горизонтальной плоскости путем привода лезвий с помощью расположенного под ними зубчатого средства (которое может иметь опору 31 для ножа и промежуточное зубчатое колесо 35); b при выполнении стадии (а) прижатие продукта в направлении вниз к группе криволинейно расположенных лезвий ножа, в результате чего лезвия последовательно входят в контакт с продуктом; с при выполнении стадии (а) направление струи промывочной жидкости (такой, как вода) на зубчатое средство для вымывания кусочков продукта из зубчатого средства (например, из промежутка между находящимися в зацеплении зубьями опоры 31 и зубчатого колеса 35 и из промежутка между опорой 31 и корпусом 33, который окружает ее). Вследствие криволинейного расположения лезвий, когда цилиндрический продукт ориентирован так, что его продольная ось совмещена с осью вращения лезвий, на стадии (b) лезвия будут начинать отрезать от продукта спиральный ломтик наибольшего диаметра раньше, чем спиральные ломтики меньшего диаметра. Если продукт имеет эллиптическую форму (типичная форма картофелины), то имеющая меньший диаметр часть продукта будет входить в контакт с лезвиями раньше, чем часть продукта, имеющая наибольший диаметр. В этом случае лезвия будут начинать отрезать от продукта спиральный ломтик малого диаметра pаньше, чем начнут отрезать спиральный ломтик максимального диаметра.
В одной группе предпочтительных вариантов стадия b включает в себя операции захвата продукта между парой цепей и вращения цепей в противоположных направлениях для продвижения продукта в направлении вниз в контакте с парой подающих роликов и затем захвата продукта между подающими роликами и вращения подающих роликов в противоположных направлениях для прижатия зажатого между ними продукта к вращающейся группе криволинейно расположенных лезвий ножа.
Пару цепей предпочтительно устанавливают так, чтобы они обхватывали две подвижно закрепленные звездочки (т. е. звездочки 15 и 17, которые установлены на конце подвижно закрепленных валов 26 и 28) и к звездочкам прилегают (например, посредством верхней пружины 43) смещающее внутрь усилие, в результате чего при продвижении продукта вниз мимо звездочек цепей продукт действует на звездочки с направленным наружу усилием, которое временно преодолевает смещающее внутрь усилие и смещает звездочки в направлении наружу. После того как продукт продвинется вниз за пределы звездочек смещающее внутрь усилие возвращает звездочки в их первоначальное положение. Подающие ролики предпочтительно тоже устанавливают с возможностью движения (как ролики 27, которые установлены на конце подвижно закрепленных валов 23 и 25), и прилагают к ним (посредством нижней пружины 43) смещающее внутрь усилие, в результате чего при продвижении продукта вниз между подающими роликами продукт действует на подающие ролики с направленным наружу усилием, которое временно преодолевает упомянутое смещающее внутрь усилие и смещает подающие ролики в направлении наружу, а после того как продукт оказывается разрезанным на ломтики посредством вращающейся группы криволинейно расположенных лезвий ножа смещающая внутрь сила возвращает подающие ролики в их первоначальное положение.
Формула изобретения: 1. Устройство для резки продукта спиральными ломтиками, содержащее корпус, установленный в нем ножевой узел и приводное средство с ведущей поверхностью, взаимодействующей с ножевым узлом для его вращения, отличающееся тем, что сквозь корпус проходит канал, имеющий входное и выходное отверстия, при этом устройство снабжено средством для ввода промывочной жидкости во входное отверстие, протекания жидкости через канал и вытекания ее из выходного отверстия, причем наружная боковая часть ножевого узла отделена от корпуса боковым пространством, а отверстия канала расположены так, чтобы проходящая по каналу жидкость попадала из выходного отверстия в боковое пространство и охлаждала и смазывала наружную боковую часть ножевого узла и ведущую поверхность приводного средства для снижения износа ножевого узла при его вращении в корпусе.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ножевой узел имеет проходящий сквозь него второй канал для прохода через него части жидкости, выходящей из выходного отверстия первого канала, и промывки боковой части ножевого узла.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый канал имеет второе выходное отверстие, расположенное в наружной поверхности корпуса.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная боковая часть ножевого узла содержит первую группу зубьев, приводное средство содержит элемент крепления, сквозь который проходит канал, имеющий входное и выходное отверстия, зубчатое колесо, установленное с возможностью вращения на элементе крепления и имеющее ведущую поверхность в виде второй группы зубьев заданных размеров, обеспечивающих зацепление с первой группой зубьев, и средство для ввода промывочной жидкости во входное отверстие канала для того, чтобы жидкость протекала через канал и вытекала из его выходного отверстия, обеспечивая промывку первой и второй групп зубьев.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ножевой узел содержит ножедержатель с вертикальной центральной осью и комплект лезвий, закрепленный на ножедержателе, причем комплект лезвий включает первую группу лезвий, расположенную в горизонтальной плоскости, по первой спиральной траектории, проходящей в радиальном направлении от центральной оси.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что комплект лезвий включает центральное цилиндрическое лезвие, установленное соосно с центральной осью.
7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что комплект лезвий включает вторую группу лезвий, расположенную в горизонтальной плоскости по второй спиральной траектории, проходящей в радиальном направлении от центральной оси.
8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что каждое лезвие в первой группе лезвий ориентировано горизонтально, а комплект лезвий включает также группу вертикально ориентированных лезвий, расположенных по упомянутой первой спиральной траектории, причем первая группа лезвий и группа вертикально ориентированных лезвий расположены так, чтобы при вращении ножевого узла они входили в контакт с продуктом, подлежащим резке одновременно и отрезали спиральные ломтики от упомянутого продукта в одно непрерывное режущее действие.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено узлом подачи продукта, имеющим вертикальную ось подачи и содержащим первый цепной комплект, включающий в себя первую приводную звездочку, первый шпиндель и подающую цепь, охватывающую первую приводную звездочку и первый шпиндель, второй цепной комплект, включающий в себя вторую приводную звездочку, отнесенную горизонтально от первой приводной звездочки, второй шпиндель и захватывающую цепь, охватывающую вторую приводную звездочку и второй шпиндель, пару подающих роликов, установленных ниже подающей и захватывающей цепей и выше ножевого узла, для приема продукта, подаваемого вниз по оси посредством подающей и захватывающей цепей, и подачи продукта дальше вниз в контакт с ножевым узлом, первый горизонтальный вал, прикрепленный к первой приводной звездочке для приведения ее во вращение, второй горизонтальный вал, прикрепленный к второй приводной звездочке для приведения ее во вращение, пару горизонтально расположенных валов подачи, прикрепленных к подающим роликам для приведения их во вращение, и средства крепления валов для установки первого и второго валов с возможностью перемещения в направлении друг от друга, чтобы позволить продуктам в широком диапазоне размеров проходить между подающей и захватывающей цепями и между подающими роликами к ножевому узлу.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что второй шпиндель установлен выше первого шпинделя.
11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что оно снабжено пружинными средствами для смещения первого вала в направлении к второму валу и для смещения валов подачи в направлении друг к другу.
12. Способ резки продукта спиральными ломтиками, включающий приведение во вращение с помощью зубчатой передачи ножедержателя ножевого узла с комплектом лезвий и прижатие продукта к группам лезвий, входящим в комплект, отличающийся тем, что вращение ножедержателя осуществляют в горизонтальной плоскости, при этом для уменьшения износа ножевого узла и зубчатой передачи подают поток промывочной жидкости на зубчатую передачу, расположенную под ножедержателем, а прижатие продукта к группам лезвий производят в направлении вниз, причем группы лезвий расположены по спиральным траекториям так, что при выполнении стадии прижатия продукта лезвия последовательно вводят в контакт с продуктом.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что промывочной жидкостью является вода.
14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что стадию прижатия продукта к группам лезвий осуществляют захватом продукта между парой цепей, вращением цепей в противоположных направлениях для продвижения продукта в направлении вниз в контакт с парой подающих роликов, захватом продукта между подающими роликами и вращением подающих роликов в противоположных направлениях для прижатия зажатого между ними продукта к вращающейся группе лезвий.
15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что стадию прижатия продукта к группам лезвий осуществляют захватом продукта между парой цепей, установленных вокруг пары смонтированных с возможностью скольжения звездочек, вращением в противоположных направлениях звездочек для вращения в противоположных направлениях цепей и продвижения тем самым зажатого между цепями продукта в направлении вниз в контакт с парой подающих роликов, приложением смещающего внутрь усилия к звездочкам, в результате чего при продвижении продукта вниз мимо звездочек цепей продукт действует на звездочки с направленным наружу усилием, которое временно преодолевает упомянутое смещающее внутрь усилие и перемещает звездочки в направлении наружу, а после того как продукт продвинется вниз за пределы звездочек, смещающее внутрь усилие возвращает звездочки в их первоначальное положение и после вхождения продукта в контакт с подающими роликами, захватом продукта между подающими роликами и вращением подающих роликов в противоположных направлениях для продвижения зажатого между ними продукта к вращающейся группе лезвий.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что стадию захвата продукта между подающими вращающимися роликами осуществляют приложением к подающим роликам смещающего по направлению друг к другу усилия, в результате чего при продвижении продукта вниз между подающими роликами продукт оказывает на подающие ролики направленное наружу усилие и перемещает подающие ролики в направлении друг от друга, а после того как продукт оказывается разрезанным на ломтики посредством вращающейся группы лезвий, смещающая сила возвращает подающие ролики в их первоначальное положение.
17. Ножевой узел для резки продукта спиральными ломтиками, содержащий ножедержатель и закрепленный на нем нож с комплектами лезвий, ориентированных в радиальном направлении от оси вращения ножедержателя, отличающийся тем, что ножедержатель имеет вертикальную ось вращения, а нож включает первый пластинчатый элемент, прикрепленный к ножедержателю и образующий первый комплект лезвий, расположенных в основном в горизонтальной плоскости вдоль первой спиральной траектории, и второй пластинчатый элемент, прикрепленный к ножедержателю и образующий второй комплект лезвий, расположенных в основном в горизонтальной плоскости вдоль второй спиральной траектории.
18. Ножевой узел по п.17, отличающийся тем, что первый комплект лезвий включает группу горизонтально ориентированных лезвий, причем горизонтально ориентированные лезвия и вертикально ориентированные лезвия расположены так, чтобы при вращении ножедержателя они входили в контакт с продуктом по существу одновременно и отрезали спиральные ломтики от упомянутого продукта в одно непрерывное режущее действие.
19. Ножевой узел по п.18, отличающийся тем, что он снабжен опорной трубкой, прикрепленной к первому и второму пластинчатым элементам, причем опорная трубка имеет вертикально ориентированные поверхности лезвия.
20. Ножевой узел по п.19, отличающийся тем, что первая из вертикально ориентированных поверхностей лезвия опорной трубки расположена так, чтобы при вращении ножедержателя она входила в контакт с продуктом по существу одновременно с горизонтально ориентированными лезвиями первого комплекта лезвий.
21. Ножевой узел по п.17, отличающийся тем, что он снабжен центральным цилиндрическим лезвием, установленным соосно с вертикальной осью вращения ножедержателя.
22. Ножевой узел по п.21, отличающийся тем, что он снабжен изогнутой разделительной трубкой, прикрепленной к нижнему концу центрального цилиндрического лезвия, при этом его верхний конец образует вертикально ориентированную режущую кромку.
23. Ножевой узел по п.22, отличающийся тем, что разделительная трубка изогнута на своем свободном конце, снабженном штифтом, выступающим наружу.