SI9210229A - Mixing device for apparatuses for production of ice cream - Google Patents

Description

CARPIGIANI S.r.l.

Mešalna naprava za stroje za izdelavo sladoleda

Izum se nanaša na mešalno napravo za stroje za izdelavo sladoleda, zlasti takšne, ki obsegajo stepalni valj z vodoravno osjo in so na enem koncu opremljene s sredstvi za izvlačenje sladoleda. Izum se konkretneje nanaša na takšne mešalne naprave, ki obsegajo robno mešalo, rotirajoče okoli osi stepalnega valja.

Pri znanih napravah sestoji robno premično mešalo običajno iz para spiralastih mešalnih/ strgalnih nožev, ki so na delovni osi fiksirani diametralno nasproti drug drugega. Omenjeni spiralni noži poleg tega, da mešajo sladoledno maso v valju, tudi strgajo plast zmesi z notranje stene valja, ki se lepi na omenjeno steno. Ta plast zmesi pravzaprav omejuje izmenjavo toplote med zmesjo in steno stepalne komore, ki je v toplotno-izmenjevalnem odnosu s pripadajočimi hladilnimi napravami in obsega, če seje ne odstrani, prevelike delce, kajti narašča, ne da bi bila podvržena mehanskemu delovanju mešanja. Znane mešalne naprave pa imajo znatne pomanjkljivosti. S konstrukcijskega stališča je, z namenom zagotovitve tako strganja kot tudi rotacije mešala v popolnem središčnem položaju v valju, razpored spiralastih nožev na mešalu predmet najstrožjih toleranc, ki, če jih hočemo izpolniti, zahtevajo draga popravila. Vse skupaj je znatno oteženo z veliko dolžino mešala samega, zaradi česar je izdelava mešalne naprave kompleksna in draga. S funkcionalnega stališča so spiralasti strgalni in mešalni noži izpostavljeni znatni obrabi, kar ogroža njih funkcionalnost in povzroča obsežna in kompleksna vzdrževanja. Trenje mešala ob stepalni valj pa povzroča neželeno ustvarjanje kovinskega prahu, ki onesnažuje zmes.

Naloga izuma je torej ustvariti mešalni napravo uvodoma navedene vrste, ki omogoča obiti pomanjkljivosti znanih mešalnih naprav ob hkratni zagotovitvi večjega funkcionalnega učinka.

Gori omenjeni cilj je po izumu dosežen z mešalno napravo uvodoma navedene vrste, pri kateri robno rotirajoče mešalo sestoji iz dveh spiralastih mešalnih nožev, ki sta diametralno nasproti drug drugega in potekata v bistvu po celotni dolžini stepalnega valja na majhnem odmiku od njegove notranje stene, pri čemer sta omenjena mešalna noža podprta na pestu, ki je integralno z delovno gredjo, medtem ko je med mešalnima nožema razporejena množica strgalnih lopat, ki so s svojo radialno zunanjo stranjo sposobna sodelovati z notranjo steno stepalnega valja in so kotno in longitudinalno cikcakasto razporejena druga proti drugi po dolžini stepalnega valja samega.

Po drugi značilnosti izuma so strgalne lopate samocentrirno in samonastavljivo podprte na mešalu. Lopate prosto nihajo v obe smeri v radialni smeri mešala, pri čemer imajo takšen naklon glede na radialno smer, strgalni rob pa je oblikovan tako, da se pritisk ob notranjo steno stepalnega valja izvaja s sladoledno maso ali zmesjo, ki seje nabrala na njihovi radialni notranji strani.

Strgalne lopate so glede na smer vrtenja mešala razporejene v odzadnjem položaju glede na mešalna noža. Mešalna noža torej zmanjšata debelino sladoleda, odloženega na steno stepalnega valja, na stalno debelino, velikosti okoli 3 mm. Strgalno delo lopat, ki so izdelane iz plastičnega materiala, povzroči torej stalno in nizko obremenitev le-teh ob izogibu njih upogibanja, medtem ko strganje poteka po celotni stični črti s komoro.

Po nadaljnji izboljšavi nosi mešalo na zaključku, povezanem z ustjem stepalne komore, mešalno/strgalno glavo, ki je opremljena z radialnimi mešalnimi in strgalnimi podaljški, kateri tvorijo spiralaste štrline na mešalnih nožih samih. Štrline potekajo tako daleč kot glava stepalnega valja za izvlačenje sladoleda in so izdelane s takimi izmerami, da potekajo v stiku z notranjo steno valja samega.

Sredstva za podpiranje mešalnih nožev in strgalnih lopat so prednostno izdelana tako, da v osrednjem območju robnega mešala dovoljujejo namestitev stacionarnega protimešala.

Poleg učinkovitega izogibanja konstrukcijskim pomanjkljivostim znanih mešalnih naprav ima mešalo po izumu funkcionalno prednost. Z izogibanjem uporabe robnih spiralastih nožev kot strgalnih elementov je mešanje zmesi ali sladoledne mase učinkovitejše. Strgalne lopate so pri delovanju prav tako učinkovitejše. Zaradi svoje prosto nihajoče ali samonastavljive podpore se vedno natančno prilegajo notranji steni stepalnega valja, ne da bi še povečevale odvečno trenje, posledica česar je izogib onesnaženju sladoledne zmesi s prahovi, proizvedenimi s trenjem, manjše pa so tudi obremenitve delovnega sklopa.

Izum se nanaša tudi na druge značilnosti, ki nadalje izboljšajo zadevno mešalno napravo in ki so predmet podzahtevkov.

Značilni detajli izuma in prednosti, ki izhajajo iz tega, so v večji meri podani v opisu prednostnega izvedbenega primera, ilustriranega na priloženih skicah s pomočjo neomejujočega primera, kjer kaže sl. 1 mešalo po izumu, razporejeno v stepalnem valju, v pogledu s strani, sl. 2 mešalo po sl. 1 v delnem osnem prerezu, sl. 3 mešalo s sl. Iv prečnem prerezu, sl. 4 mešalno/strgalno glavo v perspektivnem pogledu, sl. 5-7 alternativni izvedbeni primer podpornih zatikov strgalnih lopat.

Sklicujoč se na sl. 1 do 3 je stepalni valj stroja za izdelavo sladoleda označen z 1. Okoli valja 1 poteka vijugast uparjalnik 2 hladilne naprave. Odprta stran stepalnega valja je zaprta z vrati 3, ki obsegajo luknjo 4 za izvlačenje sladoleda, katera s pomočjo radialne cevi 5 sodeluje z notranjostjo stepalnega valja 1, s pomočjo zobatega ustja 6 pa z zunanjostjo. Sladoled se izvlači s pomočjo razdeljevalne naprave, npr. razdeljeval nega potapljalnega bata (po sebi znanega in neprikazanega), ki je drsno razporejen v iztiskovalni luknji 4.

Na notranji strani stepalnega valja 1 je nameščena koaksialna mešalna naprava, obsegajoča robna spiralasta mešalna noža 7. Mešalna noža 7 sta diametralno nasproti drug drugega pritrjena na množici valjastih podpornih elementov, katerih eden sestoji iz valjastega pesta 8, ki je integralno z delovno gredjo 9, medtem ko drugi sestoje iz podpornih puš 10. Prosti konec delovne gredi 9 je vrtljivo in neprepustno voden ven iz stepalnega valja 1 in je v prijemu s pogonskimi sredstvi (neprikazano).

Mešalna noža 7 potekata skoraj preko celotne dolžine stepalnega valja 1, končata se na podani razdalji od glav valja 1 samega. Noža potekata pod kotom okoli 270° in sta razporejena na majhni razdalji od notranje stene stepalnega valja 1. Podporni elementi ali valjaste puše 10 in pesto 8 so po dolžini mešalnih nožev 7 porazdeljeni v bistvu z enako razdaljo drug od drugega. Konkretno so nameščene tri podporne puše 10, dve na konceh mešalnih nožev 7, medtem ko sta pesto 8 in nadaljnja puša 10 ustrezno nameščena na vmesnih točkah, pri katerih kotni nagib mešalnih nožev 7 znaša 90° in 180°. Pesto 8 je torej razporejeno v vmesnem položaju mešala, vrinjeno med ustrezno zaključno podporno pušo 10 in njej sledečo.

Med mešalnima nožema 7 so nameščene tri strgalne lopate 11, katerih vsaka je podprta s podpornim elementom 8, 10 in se razteza do naslednje, zlasti pa do osrednjega območja lete. Tri strgalne lopate 11 so cikcakasto porazdeljene vzdolžno in kotno druga proti drugi po osni dolžini mešalnih nožev 7, tako da med vrtenjem mešala v bistvu pokrivajo celotno notranjo površino stepalnega valja 1. Njih dolžina je lahko tudi takšna, da se aktivni trakovi strgalnih lopat 11 medsebojno prekrivajo. Kot se zlasti vidi s sl. 3 so razporejene nagnjeno radialno navzven v položaj tangente na valjasta podporna elementa pušo 10 in pesto 8).

Strgalni konec strgalnih lopat 11 se oža v obliki klina na radialni zunanji strani, medtem ko so strgalne lopate 11 same podprte tako, da nihajo v obe smeri v radialni smeri. Izdelane so iz primernega plastičnega materiala, prednostno iz t.i. Delrin materiala.

Vsaka strgalna lopata 11 (glej sl. 3) je s pomočjo ustrezne luknje 111 v prijemu s podpornim zatikom 12, ki štrli radialno navzven iz združenega podpornega elementa 8, 10, tj. iz podporne puše 10 ali pesta 8. Luknje 111 imajo v območju vsake stranice strgalnih lopat 11 konično razširitev, posledica česar je ukrivljenost notranje stene lukenj 111 samih, s čimer je omogočeno nihanje strgalne lopate 11 okoli osi, ki je v bistvu vzporedna z osjo stepalnega valja 1. Kotni razpon nihanja strgalnih lopat 11 je omejen s primernimi sredstvi 13, zasnovanimi npr. z mejniki. Omenjeni mejniki 13 so pritrjeni tako, da strle radialno iz sosednjih podpornih elementov 8, 10, med katerimi poteka strgalna lopata 11. Opremljeni so z votlino 113, v katero prijemlje konec strgalne lopate 11, ki je primerno zaokrožen in nasproten strgalnemu koncu. Votlina 113 obsega v radialni smeri mešala dolžino, kije večja od debeline strgalnih lopat 11.

Med stepanjem, ko mešalna noža 7 mešata le sladoledno maso, tečejo strgalne lopate 11 vzdolž notranje stene stepalnega valja 1, pri čemer strgajo plast nastale zmesi, ki se lepi na omenjeno steno. Sila pritiskanja strgalnih lopat 11 proti steni stepalnega valja 1 je določena z isto maso, ostrgano s stene valja 1, ki teži k nabiranju na radialni notranji strani strgalnih lopat 11. Velikost sile pritiskanja je omejena na nizke vrednosti in z delovanjem mešalnih nožev 7 izenačena po celotni stični črti strgalne lopate 11 in stepalnega valja 1. Omenjena mešalna noža 7 sta glede na smer vrtenja mešala pravzaprav predhodnica strgalnih lopat 11, pri čemer omejujeta debelino sladoleda, ki se lepi na steno stepalnega valja 1, prednostno na enake vrednosti okoli 3 mm. Prosto nihanje strgalnih lopat 11 kljub temu, da leži znotraj omejenega kotnega območja, zagotavlja tako njih natančno sprijemnost z notranjo steno, pri čemer se sočasno ogiba prekomernemu trenju, kot tudi samonastavljalno delovanje lopat, ki so sposobne samodejnega izravnavanja zaradi obrabnih učinkov.

Po alternativnih izvedbah, prikazanih na sl. 5 do 7 so podporni zatiki 12 lahko tudi zakrivljeni, kar omogoča nadaljnjo izrabo nihanja. Podporni zatiki 12 lahko obsegajo tanjši vmesni odsek 112 in razširjeno zaključno glavo 212, ki je z omenjenimi zatiki 12 (sl. 6) izdelana v enem kosu ali pa sestoji iz odstranljivega elementa, kot npr. obroča 212’, ki je lahko elastično v prijemu s prstanastim utorom 312, zasnovanem na prostem koncu zatikov samih.

Mešalo nosi na koncu, povezanem z vrati 3, glavo 15, prednostno izdelano iz primernega plastičnega materiala, zlasti t.i. Delrin-a. Glava 15 je opremljena z vstavitvenim podaljškom 16, s katerim prijemlje v priključeno podporno pušo 10 mešalnih nožev 7. Ta vstavitveni podaljšek 16 je opremljen z diametralno špranjo 116, medtem ko ima na svoji zunanji strani eno ali več radialnih protivrtilnih štrlin 216, ki so sposobne prijemanja v ustrezne votline 110 podporne puše 10.

Glava 15 nosi na svoji notranji strani par spiralastih mešalnih/strgalnih štrlin 17, ki tvorita podaljšek vsakokratnega mešalnega noža 7 v smeri vrat 3. Mešalni/strgalni štrlini 17 imata večjo radialno debelino kot mešalna noža 7 in sta podaljšani, da bi prišli v stik z notranjo steno stepalnega valja 1. Omenjeni štrlini prekrivata vstavitveni podaljšek 16 na radialnem odmiku od slednjega, tako da tvorita aretirno zarezo 18, v kateri je za koncem mešalnih nožev 7 nameščen osni podaljšek podporne puše 10. Mešalni/strgalni štrlini 17 potekata vse do vrat 3 samih. To zagotavlja boljše dovajanje in učinkovito stiskanje sladoledne mase v vezno cev 5 k izvlačilni luknji 6.

Po drugi značilnosti mešalne naprave je znotraj podpornih puš 10 razporejeno stacionarno protimešalo 20. Protimešalo 20 je po sebi znano in obsega podporno gred 21, na kateri so pritrjeni mešalni elementi 26. Ti mešalni elementi 26 sestoje iz kot črka U zasnovanih paličastih elementov, ki so v diametralno nasprotnih parih pritrjeni na gred 21 in katerih radialna izmera je manjša od notranjega premera podpornih puš 10 za mešalna noža 7. Glede na slednja prijemlje podporna gred 21 medsebojno vrtljivo v koaksi-alni sedež 108, predviden na prostem oglavnem koncu pesta 8. Njegov konec, ki je povezan z vrati 3, je izza mešalne/strgalne glave 15 glede na slednjo vrtljivo voden skozi koaksialno luknjo 19. Ustrezen zaključni konec protimešala 20 nosi prečno ploščo 22, ki je na dveh nasprotnih straneh njenih koncev zasnovana z dvema votlinama ali utoroma 23. Votlini ali utora 23 sta sposobna prijemanja v zatika 24, ki osno štrlita z notranje strani vrat 3, tako da preprečujeta vrtenje protimešala 20. Prečna plošča 22 sama obsega dolžino, ki je manjša od zunanjega premera mešalne/ strgalne glave 15, tako da ne prihaja navzkriž z mešalnima/strgalnima štrlinama 17.

Izum seveda ni omejen na opisane in ilustrirane izvedbene primere, temveč se ga da široko spreminjati in modificirati, predvsem konstrukcijsko, ne da bi se oddaljili od vodilnega načela, razloženega poprej in katerega zaščita se zahteva v sledečih patentnih zahtevkih.

Claims (20)

1. Patentni zahtevki

   1. Mešalna naprava za stroje za izdelavo sladoleda, zlasti takšne, ki obsegajo stepalni valj (1) z vodoravno osjo in so na enem koncu opremljene s sredstvi (3, 4, 5, 6) za izvlačenje sladoleda, pri čemer mešalna naprava obsega robno mešalo (7), rotirajoče okoli osi stepalnega valja (1), značilna po tem, da robno rotirajoče mešalo sestoji iz dveh spiralastih mešalnih nožev (7), ki sta razporejena diametralno nasproti drug drugega in potekata v bistvu po celotni dolžini stepalnega valja (1) na majhnem odmiku od njegove notranje stene, pri čemer sta omenjena mešalna noža (7) podprta na pestu (8), ki je integralno z delovno gredjo (9), medtem ko je med mešalnima nožema (7) razporejena množica strgalnih lopat (11), ki so s svojo radialno zunanjo stranjo sposobne sodelovati z notranjo steno stepalnega valja (1) in so kotno in longitudinalno cikcakasto razporejene druga proti drugi po dolžini stepalnega valja (1) samega.
2. 2. Mešalna naprava po zahtevku 1, značilna po tem, da so strgalne lopate (11) usmerjene v bistvu v smeri vrtenja mešala in nagnjene radialno navzven proti notranji steni stepalnega valja (1).
3. 3. Mešalna naprava po zahtevku 1 ali 2, značilna po tem, da so strgalne lopate (11) podprte samocentrirno in samonastavljivo.
4. 4. Mešalna naprava po zahtevku 3, značilna po tem, da strgalne lopate (11) prosto nihajo v obe smeri v radialni smeri mešala, pri čemer imajo takšen naklon glede na radialno smer, strgalni rob pa je oblikovan tako, da se pritisk ob notranjo steno stepalnega valja (1) izvaja s sladoledno maso ali zmesjo, ki se je nabrala na njihovi radialni notranji strani.
5. 5. Mešalna naprava po enem ali več predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da so strgalne lopate (11) glede na smer vrtenja mešala razporejene v odzadnjem položaju glede na mešalna noža (7), ki torej tvorita sredstvo za omejevanje in izenačitev debeline plasti sladoleda ali zmesi, odložene na steno stepalnega valja (1), prednostno na debelino okoli 3 mm.
6. 6. Mešalna naprava po enem ali več predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da mešalo na svojem zaključnem koncu, povezanim z glavo stepalnega valja (1), za izvlačenje sladoleda nosi mešalno/strgalno glavo (15), ki je opremljena z radialnimi mešalnimi/strgalnimi štrlinami (17), potekajočimi tako daleč kot glava (3) stepalnega valja (1).
7. 7. Mešalna naprava po zahtevku 6, značilna po tem, da mešalne/strgalne štrline (17) sestoje iz spiralastih podaljškov mešalnih nožev (7) in štrle radialno od mešalne/ strgalne glave (15) v tolikšni meri, da vedno potekajo v stiku z notranjo steno stepalnega valja (1).
8. 8. Mešalna naprava po zahtevku 6 ali 7, značilna po tem, da je mešalna/strgalna glava (15) pritrjena z vstavitvijo in medsebojno nevrtljivo na prosti konec mešalne naprave same.
9. 9. Mešalna naprava po enem ali več predhodnih zahtevkih, značilna po tem, daje vsaka strgalna lopata (11) opremljena z vsaj eno luknjo (111), s pomočjo katere na nihalen način prijemlje okoli osi, vzporedne z osjo mešala, na ustrezne radialne podporne zatike (12).
10. 10. Mešalna naprava po zahtevku 9, značilna po tem, da se luknja (111) strgalnih lopat (11) konično širi od njenega osrednjega območja proti vsaki strani strgalne lopate (11) same.
11. 11. Mešalna naprava po zahtevku 9 ali 10, značilna po tem, da so podporni zatiki (12) lahko ukrivljeni skladno z nihanjem strgalnih lopat (11) in opremljeni tako s tanjšim odsekom (112) kot tudi z razširjeno zaključno glavo (212, 212’), ki je pritrjena ali odstranljiva.
12. 12. Mešalna naprava po zahtevku 9, značilna po tem, da so predvidena sredstva (13) za omejevanje kota nihanja strgalnih lopat (11).
13. 13. Mešalna naprava po zahtevku 12, značilna po tem, da sredstva za omejevanje kota nihanja strgalnih lopat (11) sestoje iz parov v osni smeri medsebojno razmaknjenih radialnih zatikov (13), ki so zasnovani z radialno zaokroženimi votlinami (113), s katerimi prav tako zaokroženi rob strgalnih lopat (11), ki je nasproten strgalnemu robu, prijemlje v votlino (113) omejevalnih zatikov (13), katerih izmere so večje od debeline strgalnih lopat (11) samih.
14. 14. Mešalna naprava po enem ali več predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je predvidena množica podpornih elementov (10, 8) za mešalna noža (7), ki so na enaki razdalji porazdeljeni po celotni dolžini le-teh.
15. 15. Mešalna naprava po zahtevku 13, značilna po tem, da vsakokratna strgalna lopata (l 1) poteka od enega podpornega elementa (8, 10) strgalnih nožev (7) do naslednjega, pri čemer so predvideni podporni zatiki (12) na enem od omenjenih podpornih elementov (8, 10) oz. omejevalni zatiki (13) na obeh podpornih elementih (8, 10).
16. 16. Mešalna naprava po zahtevku 15, značilna po tem, da strgalne lopate (11) lahko obsegajo takšno dolžino, da njih aktivni trak delno prekriva druga drugo.
17. 17. Mešalna naprava po zahtevku 14, značilna po tem, da eden od podpornih elementov strgalnih nožev (7) sestoji iz valjastega pesta (8) samega, medtem ko preostali podporni elementi sestoje iz valjastih podpornih puš (10) ustreznega premera.
18. 18. Mešalna naprava po zahtevku 17, značilna po tem, da obsega štiri podporne elemente za mešalna noža (7), pri čemer sta dve podporni puši (10) predvideni na konceh mešalnih nožev (7) samih, pesto (8) in nadaljnja podporna puša (10) pa sta razporejena v vmesnem položaju, medtem ko so v cikcakasti kotni in vzdolžni razporeditvi predvidene tri strgalne lopate (11).
19. 19. Mešalna naprava po zahtevku 17, značilna po tem, da spiralasta noža obsegata kotni potek približno 270°, podporni elementi (8, 10) pa so predvideni vsakih 90° kotnega poteka.
20. 20. Mešalna naprava po enem ali več predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da mešalna/strgalna glava (15) s pomočjo vstavitvenega podaljška (16) prijemlje v

    22.

    22.

    23.

    23.

    24.

    24.

    notranjost ustrezne podporne puše (10), pri čemer je vstavitveni podaljšek (16) opremljen z radialno protivrtilno štrlino (216), ki sodeluje z ustrezno votlino (110) podporne puše (10).

    Mešalna naprava po zahtevku 17, značilna po tem, da vstavitveni podaljšek (16) obsega radialno špranjo (116), medtem ko spiralaste mešalne/strgalne štrline (17) mešalne/strgalne glave (15) prekrivajo omenjeni vstavitveni podaljšek (16) na radialnem odmiku od njih, pri čemer vsaka tvori aretirno zarezo (18), v kateri je za koncem mešalnih nožev (7) nameščen osni podaljšek podporne puše (10).

    Mešalna naprava po enem ali več predhodnih zahtevkov, značilna po tern, da je znotraj valjastih puš (10) in mešalnih nožev (7), med pestom (8) in mešalno/strgalno glavo (15), postavljeno stacionarno protimešalo (20), katerega podporna gred (21) je prosto vrtljivo nameščena v koaksialnem sedežu (108) pesta (8) in štrli za mešalno/ strgalno glavo (15) skozi koaksialno skoznjo luknjo (19) mešalne/strgalne glave (15), pri čemer mešalni elementi (26) protimešala (20) obsegajo radialne izmere, ki so manjše od notranjega premera podpornih puš (10), medtem ko je za mešal no/strgal no glavo (15) štrleč konec podporne gredi (21) opremljen z odstranljivimi protivrtilnimi sredstvi (22, 23), ki sodelujejo z glavo (3) za izvlačenje sladoleda iz stepalnega valja (1).

    Mešalna naprava po enem ali več predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da so mešalna/strgalna glava (15) in strgalne lopate izdelane iz plastičnega materiala, primernega za prehrambene namene, prednostno je uporabljen t.i. Delrin.

    Mešalna naprava za stroje za izdelavo sladoleda v celoti in po delih kot je opisana, je prikazana za poprej navedene namene.