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"Appareil et procédé perfectionnés pour refroidir ou congeler- "des matières liquides ou pour fabriquer des produits comes- "tibles refroidis ou congelés".
La présente invention est relative aux; appareils servant à fabriquer des aliments réfrigérés et concerne particulièrement des produits de confiserie et produits analogues congelés ou refroidis qui, en ce qui concerne les produits congelés, sont préparés par une congélation instantanée et sans donner naissance aux gros cris-
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taux de glace habituels. Plus particulièrement, la présente invention concerne non seulement l'appareil servant à produire ce nouveau type d'aliment congelé ou refroidi, mais aussi le procédé pour préparer le produit, tant à l'état qui convient pour sa consommation immédiate qu'en vue de son emmagasinage.
La présente invention a pour objet un appareil pour la production d'aliments refroidis ou congelés' qui comprend : des moyens pour amener la matière à traiter à une chambre possédant une surface ou paroi refroidie; des moyens placés à l'intérieur de cette chambre et servant à amener la matière à l'état finement divisé au contact de la.dite surface ou paroi refroidie puis à l'en enlever, les moyens mentionnés en dernier lieu agissant également, de façon à fouetter et aérer la matière et à la faire mouvoir à travers la chambre ; enfin, des moyens pour recueillir la matière sortant de la chambre.
La présente invention a aussi pour objet un appareil servant à congeler ou refroidir une matière liquide, par exemple un produit de confiserie, comprenant une chambre pourvue d'une surface destinée à être refroidie, des moyens pour refroidir cette surface et des moyens pour effectuer d'une façon continue et simultanée la réduction de la ma.tière à l'état finement divisé et sa distribution sur la surface et pour effectuer successivement son enlèvement de ladite surface par raclage, sa réduction et sa redistribution sur ladite surface, de façon à battre et à aérer parfaitement la matière traitée.
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La présente invention comprend aussi un dispositif de ce genre comportant une chambre ou cylindre de réfrigération muni d'une surface ou paroi destinée à être refroidie et un organe ro- tatif disposé concentriquement à l'intérieur de ladite chambre ou cylindre et pourvu d'une série de palettes radiales.
La présente invention a en outre pour objet un procédé pour refroidir ou congeler une matière liquide, telle qu'un produit de confiserie, qui consiste à amener la matière à traiter dans une chambre refroidie, à réduire cette matière à l'état finement divisé et à l'amener au contact d'une surface refroidie, continuellement et simul- tanément, à détacher la matière de la surface re- froidie, par raclage, à la réduire et à l'amener de nouveau au contact de la surface refroidie un grand nombre de fois au cours de son passage à travers l'appareil, la matière étant ainsi parfai- tement fouettée, battue et de plus aérée, et à distribuer la matière traitée sous forme d'un produit de confiserie refroidi ou congelé.
Un des buts de cette invention est d'é- tablir un appareil pour la fabrication d'aliments congelés ou refroidis, y compris des produits de confiserie congelés ou refroidis de divers genres, grâce auquel la matière est introduite dans une chambre refroidie et sort un très petit nombre de secondes après son introduction de la chambre à l'état fini.
Un autre but de l'invention est d'éta- blir un appareil dont le fonctionnement est sus- ceptible de grandes variations et qui peut être
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adapté non seulement à la production de portions individuelles, mais aussi à la fabrication continue des produits pour lesquels il a été établi.
Dans le champ des applications de cet appareil on indiquera la préparation de portions individuelles de différents aromes ou saveurs, qu'on peut réaliser séparément et successivement sans arrêter le fonctionnement de l'appareil pour un nettoyage complet.
Un des avantages particuliers du présent appareil est qu'il permet d'accroître d'une façon très remarquable le volume du produit obtenu, sans en diminuer en aucune façon la qualité ou la valeur nutritive.
L'invention a en outre pour objet un procédé et un appareil permettant de préparer un produit congelé ou refroidi qui fait ressortir la saveur ou l'arome des matières utilisées.
D'autres buts de l'invention seront mis en évidence au cours de la description qui en sera donnée ci-après en se référant au dessin annexé qui représente le mode d'exécution préféré d'un appareil permettant de réaliser les avantages énumérés ci-dessus.
Sur ce dessin :
La figure 1 est une vue de coté de l'appareil, avec coupe verticale partielle;
La figure 2 est une coupe horizontale partielle par la ligne II-II de la figure 1;
La figure 3 est une vue de détail, à plus grande échelle et en perspective, du rotor;
La figure 4 est une vue analogue à la figure 3, représentant une autre position du rotor;
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La figure 5 représente une palette à plus grande échelle;
La figure 6 est une vue en plan d'un croisillon de support;
La figure 7 est une coupe à grande échelle du dispositif à cuvette d'alimentation;
La figure 8 est une coupe horizontale par la ligne VIII-VIII de la figure 7;
La figure 9 est une coupe verticale d'une autre forme de rotor et de son montage;
La figure 10 est une vue en perspective d'une autre forme de rotor;
La figure 11 est une vue de coté du dispositif d'accouplement à roue libre;
La figure-12, enfin, est un détail de ce dispositif.
Sur la figure 1, on a représenté l'appareil complet. Cet appareil est établi autour d'un bâti ou coffre 10 qui est de préférence vertical et pourvu d'une embase 11 servant à équilibrer et maintenir l'appareil entier dans une position verticale. Si cela est nécessaire, cette embase peut être pourvue de bossages taraudés 12 propres à permettre de fixer ladite embase à un piédestal ou à un comptoir dans tout, autre endroit convenable.
Sur le bâti 10 fait saillie une portion ou pièce cylindrique 13 qui, de préférence, fait 'corps avec ce bâti. Dans la pièce cylindrique 13 est disposée concentriquement une autre pièce cylindrique intérieure à double paroi comprenant des parois 14 et 15. La surface intérieure de la paroi 14 de cette pièce constitue la surface de
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congélation ou de refroidissement de la chambre de réfrigération 19. Entre cette paroi 14 et la paroi 15 est ménagé un espace fermé à ses extrémités supérieure et inférieure, lequel espace est destiné à recevoir le mélange congelant et constitue un conduit à saumure pouvant être relié au système de circulation de tout dispositif frigorifique bien connu, les moyens et le procédé n'ayant pas été représentés parce qu'ils ne font pas partie de l'invention.
Celle-ci envisage l'application d'une surface telle que 14 qui peut être refroidie de façon à congeler ou refroidir les matières qu'on fait passer à travers l'appareil et, par suite, l'invention envisage tout dispositif permettant d'amener ladite surface à la température désirée ou requise. C'est ainsi que la paroi 14 peut être entourée par des serpentins dans lesquels on peut faire circuler le liquide réfrigérant de n'importe quel système frigorifique bien connu, ou qu'on peut utiliser n'importe quel autre dispositif équivalent. Entre la paroi 15 et l'organe cylindrique 13 est placée une matière isolante appropriée 16 servant à diriger constamment les températures appliquées vers la chambre de congélation ou de refroidissement.
L'ensemble est maintenu de façon hermétique et sans communication par des chapeaux 17 et 18, qui sont tous deux percés centralement au même diamètre que la surface de congélation ou de refroidissement 14, de façon que leur surface intérieure affleure cette surface. Le chapeau inférieur 18 peut être évidé en 20 pour recevoir les bords d'un récipient 21.
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Près de la portion supérieure du bâti 10 est fixée convenablement à cette portion une console 22 qui supporte un moteur 23. Des connexions et interrupteurs appropriés (non représentés) sont prévus pour régir le fonctionnement de ce moteur.
Bien entendu, la vitesse dudit moteur peut être réglée par l'un quelconque des divers dispositifs bien connus.
Le moteur 23 est destiné à entraîner un arbre de commande 24 qui traverse directement la chambre de congélation ou de refroidissement suivant l'axe longitudinal de cette chambre et de la surface 14 et qui se termine à la partie la plus basse de ladite chambre. En plus des paliers du moteur, la console 22 est munie de paliers appropriés 25 servant à supporter l'arbre 24. Comme le moteur 23 est pourvu d'un arbre de grande longueur, cet arbre 24.est maintenu en alignement parfait pendant sa rotation, S'il était nécessaire d'améliorer l'alignement pour empêcher les trépidations possibles; on pourrait placer dans l'extrémité de sortie de la chambre 19 un croisillon de support 26 muni d'un roulement approprié 27 (figure 6).
Sur la longueur de l'arbre 24 qui correspond essentiellement à la partie de cet arbre contenue dans la chambre 19 sont réparties une série de palettes ou pièces en forme de clé 28, représentées clairement sur la figure 3. Ces palettes 28 sont pourvues d'une queue 30 qui, à son extrémité extérieure 31, se termine par un segment de la courbe correspondant sensiblement à la courbure de la surface 14, quoique cette portion
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puisse se terminer en tout ou en partie en deçà de ladite surface, pour assurer le supplément de jeu susceptible d'être nécessaire. Ces palettes 28 sont empilées verticalement et, de préférence, sont disposées sur l'arbre 24 en trois rangées verticales ou hélicoïdales obtenues en les décalant successivement de 120 les unes par rapport aux autres.
Bien entendu, l'invention envisage toute autre disposition permettant de réaliser le même résultat. Ainsi disposées, ces palettes constituent collectivement un rotor hélicoïdal, ou en forme de vis. Si les palettes successives 28 étaient établies d'une seule pièce sans interstices, elles constitueraient un filetage à petit pas et, en tournant, comme on le verra plus loin, elles joueraient, entre autres rôles, le rôle d'une vis transporteuse faisant mouvoir la matière de haut en bas.
Les palettes 28 peuvent être disposées en rangées verticales, sensiblement de la façon représentée sur la figure 3, ou avec une torsion hélicoïdale longitudinale, comme représenté sur la figure 4. Avec cette dernière disposition, l'attaque des palettes individuelles en vue du raclage, du battage, de la projection, etc.., est effectuée par les palettes en succession, et non simultanément, et c'est cette disposition qui est préférable pour de nombreuses opérations.
Chacune des palettes 28 est biseautée vers le bas et vers l'arrière suivant un angle approprié (un angle de 7 convient pour la plupart des applications) sur son bord ou face d'entrée, de manière que la matière frappée par elle se
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trouve déviée vers la portion inférieure de la chambre 19. Près de la partie inférieure du rotor, les palettes peuvent être biseautées suivant un angle plus grand pour assurer une sortie ou distribution plus rapide de la matière. On envisage toutefois de modifier le degré de biseautage, ou la forme, en vue de résultats spéciaux qui peuvent être nécessaires ou désirables. Toutefois, dans la pratique, toutes les palettes 28 sont identiques, à. l' exception de la plus haute.
Cette palette 28a (figure 1) porte une plaque 32 faisant un certain angle avec l'extrémité extérieure de la queue 30. En fonctionnement, cette plaque 32 non seulement dirige vers le bas la matière qui arrive, pour commencer son entraînement, mais empêche en outre cette matière de rejaillir hors de la chambre 19.
Une autre disposition de ces palettes est représentée sur la figure 5. Dans ce cas, la palette 28b porte à l'extrémité extérieure de la queue 30b une 'ailette verticale 33 qui est montée de telle manière que les extrémités extérieures fassent partie de la même surface cylindrique que celle précédemment décrite. Ces ailettes verticales 33 peuvent présenter une surface de raclage lisse ou être pourvues de rainures ou crans angulaires 34 pratiqués dans le même sens que le biseau de la queue des palettes. Ces rainures aident à diriger la matière raclée sur la surface 14 de façon qu'elle se meuve vers le bas pour être soumise à l'action des palettes suivantes à mesure que la matière passe à travers l'appareil.
Il est facile de se rendre compte que le
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débit de l'appareil, c'est-à-dire la vitesse à laquelle la matière à traiter est introduite dans la chambre 19, détermine dans une certaine mesure la, température de la. matière obtenue à l'extrémité de sortie. Pour régler ce débit, on a prévu un dispositif régulateur. Une cuvette ou entonnoir d'alimentation 36 est représenté sur la figure 1 ainsi que par une vue de détail en coupe à plus grande échelle sur la figure 7. Cet entonnoir 36 peut posséder toute forme désirée et peut être établi de façon à contenir une quantité de matière mesurée de façon à donner une quantité déterminée du produit final. On peut le placer dans toute position appropriée sur l'appareil luimême.
Comme représenté, il est monté à l'aide d'une console 37 sur le support 22 du moteur, lequel support est lui-même assujetti a.u bâti principal 10. Il va de soi qu'on peut utiliser tout mode de montage approprié. La console 37 présente une cavité 38 qui débouche dans un tuyau d'alimentation 40. La cavité 38 est recouverte d'une plaque à orifices 41, représentée à plus grande échelle sur la figure 8. Cette plaque présente une série de trous 42,43, 44 et 45 qui sont de différents calibres calculés de façon à régler lea quantité de matière pénétrant à tout instant dan@s le tyau d'alimentation 40. L'entonnoir 36 est, muni d'une tubulure d'échappement 46 convenablement orientée pour coïncider avec l'un quelconque des trous de la plaque 41.
Celle-ci peut être pourvue d'un tenon 47 engagé dans une rainure de clavetage 48 de la console 37 et servant à empêcher sa rotation. Toutefois, le montage de l'en-
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tonnoir proprement dit 36 est tel qu'on peut le faire tourner de façon à amener la. tubulure 46 en coïncidence avec l'un quelconque des orifices d'échappement de la plaque 41. A titre d'indication visible de la position des orifices, on a prévu des entailles 50. Ces entailles servent de repère visuel pour permettre à l'opérateur de vérifier la position de la tubulure d'échappement 46 par rapport aux orifices de la plaque 41.
On voit ainsi que, lorsque l'entonnoir 36 est en place, une simple rotation de cet organe permet de diriger la matière vers un orifice du calibre voulu pour régler le débit, ou de la diriger vers une partie pleine de la plaque, qui se comporte ainsi également à la façon d'un obturateur pour couper entièrement le débit, si on le désire.
Bien entendu, on peut inverser les positions relatives des organes rotatifs, de façon à empêcher la rotation de l'entonnoir 36 et à permettre à la plaque à orifices 41 de recevoir un mouvement angulaire pour établir ou supprimer la coïncidence de ses orifices avec la tubulure 46. De plus, on envisage l'application de tout obturateur variable permettant de régir ou de régler le débit de la matière.
Avant de décrire le fonctionnement de l'appareil, on remarquera qu'il existe de nombreuses façons d'établir le rotor. Par exemple, on a représenté sur la figure 9 une construction modifiée de cet organe. Dans cette construction, l'arbre 24 du moteur traverse la chambre 19 et est disposé suivant l'axe d'une pièce conique 50 qui est fixe et assujettie au couvercle 17. A
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l'extérieur de la pièce conique 50 se trouve le rotor cylindrique 26a, qui est fixé à l'arbre 24 par une plaque 51 et une vis 52.
Dans'la portion cylindrique du rotor et à l'extrémité inférieure de la pièce conique 50 se trouve un roulement approprié 53 qui, en coopérant avec un autre roulement 54, prévu à l'extrémité supérieure du rotor, réalise une surface d'appui additionnelle pour supporter les poussées latérales possibles ou pour empêcher les vibrations susceptibles de résulter de la grande longueur en porte-à-faux. Les palettes 28c peuvent faire corps avec le rotor cylindrique 26a ou peuvent être établies sous forme de peignes destinés à s'ajuster dans des rainures de clavetage prévues dans le corps du rotor comme on le verra plus loin.
Comme on l'a dit précédemment, au lieu de constituer le rotor par une série de palettes individuelles 28, on peut l'établir d'une seule pièce ou le constituer par un corps cylindrique tel que 26a dans lequel sont pratiquées des rainures de clavetage 55 destinées à recevoir les palettes établies sous forme d'un peigne 56, comme représenté sur la figure 10. Bien entendu, comme on l'a dit précédemment, les rainures de clavetage peuvent être établies soit sous forme d'une rainure longitudinale parallèle à l'axe, soit sous forme d'une rainure longitudinale hélicoïdale.
On envisage l'application de tout dispositif propre à permettre de supprimer la liaison motrice entre l'arbre 24 et le rotor de façon qu'on puisse enlever le rotor de la chambre 19 en
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vue du nettoyage, le dispositif particulier n'ayant pas été représenté.
Le jeu ménagé entre l'extrémité 31 des palettes 28, 28c et 56 et la surface 14 est très petit, et l'on a trouvé que, lorsque la machine reste inutilisée pendant un certain temps entre deux distributions ou services consécutifs, alors que le mécanisme frigorifique continue à fonctionner, l'humidité qui se sépare de l'air en se condensant ou la. tendance naturelle à la formation et au développement de cristaux de glace font que les extrémités des palettes ont tendance à se fixer au rotor en raison de l'accumula.tion de ces cristaux de glace.
Pour obvier à cet inconvénient d'ordre pratique, on peut assujettir à la partie supérieure de l'arbre 24 du moteur un vola.nt 58 permettant à l'opérateur de déga,ger le rotor de la paroi 14 par une rotation à la main ou de s'as@- surer qu'il peut tourner librement avant de mettre le moteur en marche.
Un autre dispositif permettant de remédier à cet état de choses d'une façon indépendante du facteur humain comprend un second moteur plus petit 60 qui permet de faire tourner l'arbre 24 et le rotor à une vitesse réduite, déterminée dans la pratique comme étant de préférence voisine de 100 tours par minute. Si le rotor est maintenu continuellement en rotation a.u voisinage de cette vitesse, l'appareil restera, toujours prêt à servir quel que soit l'intervalle de temps qui s'écoule entre deux services consécutifs. Pour accoupler le second moteur 60 avec le premier, on utilise un accouplement à roue libre de façon que,
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lorsque le premier moteur 23 fonctionne à sa vitesse élevée normale, le second moteur. 60 continue à fonctionner à vide à sa vitesse relativement faible.
Une façon simple de réaliser ce résultat est représentée sur les figures 11 et 12, mais il est bien entendu qu'on peut utiliser tout dispositif propre à permettre de réaliser ce résultat. Par exemple, au lieu d'assujettir le volant 52 à l'extrémité supérieure de l'arbre 24, on prévoit à cet endroit une poulie 61 qui tourne folle sur un bout d'arbre 63 et qui peut être entraînée par une courroie 62 allant au moteur 60.
Autour d'une partie de l'arbre 24 est enroulé un fil métallique ou ressort 64 dont une des extré- mités est fixée rigidement à la poulie 61. De cette façon, si le moteur 23 ne tourne pas et qu'on désire faire tourner le rotor à la faible vitesse décrite à l'aide du moteur 60, on et en marche ce dernier qui, en faisant tourner la poulie 61, resserre le ressort 64 en l'obligeant à enserrer plus fermement l'arbre 24 et à faire tourner cet arbre. Au contraire, si le moteur 23 a été mis en marche pour actionner l'appareil, l'arbre 24 tourne à une vitesse beaucoup plus élevée, et le ressort 64 est détendu. Il cesse par suite de serrer l'arbre 24, qui tourne librement à l'intérieur dudit ressort.
Cet accouplement à un seul sens peut comprendre un collier fait d'une matière telle que celle qu'on utilise pour les garnitures de frein, ce collier étant interposé entre le ressort hélicoïdal 64 et l'arbre 24.
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"Improved apparatus and method for cooling or freezing" liquid materials or for making "chilled or frozen" edible products.
The present invention relates to; apparatus for making refrigerated foods and particularly relates to frozen or chilled confectionery and similar products which, as regards frozen products, are prepared by instant freezing and without giving rise to large crisps.
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usual ice rates. More particularly, the present invention relates not only to the apparatus for producing this new type of frozen or chilled food, but also to the process for preparing the product, both in a state suitable for its immediate consumption and for its storage.
The present invention relates to an apparatus for the production of cooled or frozen food which comprises: means for supplying the material to be treated to a chamber having a cooled surface or wall; means placed inside this chamber and serving to bring the material in a finely divided state into contact with said cooled surface or wall and then to remove therefrom, the means last mentioned also acting, so whipping and aerating the material and causing it to move through the chamber; finally, means for collecting the material leaving the chamber.
The present invention also relates to an apparatus for freezing or cooling a liquid material, for example a confectionery product, comprising a chamber provided with a surface intended to be cooled, means for cooling this surface and means for carrying out '' continuously and simultaneously the reduction of the material in the finely divided state and its distribution on the surface and to successively carry out its removal from said surface by scraping, its reduction and its redistribution on said surface, so as to beat and to aerate the treated material perfectly.
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The present invention also comprises a device of this type comprising a refrigeration chamber or cylinder provided with a surface or wall intended to be cooled and a rotary member disposed concentrically inside said chamber or cylinder and provided with a series of radial pallets.
The present invention further relates to a method for cooling or freezing a liquid material, such as a confectionery product, which consists of bringing the material to be treated into a cooled chamber, reducing this material to a finely divided state and to bring it into contact with a cooled surface, continuously and simultaneously, to detach the material from the cooled surface, by scraping, to reduce it and to bring it again in contact with the cooled surface a large number of times during its passage through the apparatus, thereby the material being thoroughly whipped, beaten and further aerated, and dispensing the processed material as a cooled or frozen confectionery product.
One of the objects of this invention is to provide an apparatus for the manufacture of frozen or chilled foods, including frozen or chilled confectionery products of various kinds, whereby the material is introduced into a chilled chamber and leaves a container. very small number of seconds after its introduction from the finished chamber.
Another object of the invention is to establish an apparatus the operation of which is susceptible to large variations and which can be
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suitable not only for the production of individual portions, but also for the continuous manufacture of the products for which it was established.
In the field of applications of this apparatus, the preparation of individual portions of different aromas or flavors, which can be carried out separately and successively without stopping the operation of the apparatus for complete cleaning, will be indicated.
One of the particular advantages of the present device is that it makes it possible to increase in a very remarkable way the volume of the product obtained, without in any way reducing its quality or nutritional value.
The invention further relates to a process and apparatus for preparing a frozen or chilled product which brings out the flavor or aroma of the materials used.
Other objects of the invention will become apparent during the description which will be given hereinafter with reference to the appended drawing which represents the preferred embodiment of an apparatus making it possible to achieve the advantages listed below. above.
On this drawing :
Figure 1 is a side view of the device, with partial vertical section;
Figure 2 is a partial horizontal section taken on the line II-II of Figure 1;
FIG. 3 is a detail view, on a larger scale and in perspective, of the rotor;
FIG. 4 is a view similar to FIG. 3, showing another position of the rotor;
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FIG. 5 represents a pallet on a larger scale;
Figure 6 is a plan view of a support spider;
Figure 7 is an enlarged sectional view of the feed trough device;
Figure 8 is a horizontal section taken on the line VIII-VIII of Figure 7;
Figure 9 is a vertical section of another form of rotor and its assembly;
Figure 10 is a perspective view of another form of rotor;
Figure 11 is a side view of the freewheel coupling device;
Figure-12, finally, is a detail of this device.
FIG. 1 shows the complete apparatus. This apparatus is built around a frame or case 10 which is preferably vertical and provided with a base 11 serving to balance and hold the entire apparatus in a vertical position. If necessary, this base can be provided with threaded bosses 12 suitable for enabling said base to be fixed to a pedestal or to a counter in any other suitable place.
From the frame 10 protrudes a cylindrical portion or part 13 which preferably forms one unit with this frame. In the cylindrical part 13 is arranged concentrically another inner cylindrical double-walled part comprising walls 14 and 15. The inner surface of the wall 14 of this part constitutes the surface of
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freezing or cooling of the refrigeration chamber 19. Between this wall 14 and the wall 15 is formed a closed space at its upper and lower ends, which space is intended to receive the freezing mixture and constitutes a brine pipe which can be connected to the circulation system of any well-known refrigeration device, the means and the method not having been shown because they do not form part of the invention.
This contemplates the application of a surface such as 14 which can be cooled so as to freeze or cool the materials which are passed through the apparatus and, therefore, the invention contemplates any device which allows for bringing said surface to the desired or required temperature. Thus the wall 14 can be surrounded by coils in which the refrigerant liquid from any well-known refrigeration system can be circulated, or any other equivalent device can be used. Between the wall 15 and the cylindrical member 13 is placed a suitable insulating material 16 serving to constantly direct the temperatures applied to the freezing or cooling chamber.
The assembly is kept hermetically and without communication by caps 17 and 18, which are both pierced centrally to the same diameter as the freezing or cooling surface 14, so that their interior surface is flush with this surface. The lower cap 18 can be hollowed out at 20 to receive the edges of a container 21.
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Near the upper portion of the frame 10 is suitably attached to this portion a bracket 22 which supports a motor 23. Appropriate connections and switches (not shown) are provided to govern the operation of this motor.
Of course, the speed of said motor can be regulated by any of the various well known devices.
The motor 23 is intended to drive a control shaft 24 which passes directly through the freezing or cooling chamber along the longitudinal axis of this chamber and of the surface 14 and which terminates at the lowest part of said chamber. In addition to the motor bearings, the console 22 is provided with suitable bearings 25 serving to support the shaft 24. As the motor 23 is provided with a very long shaft, this shaft 24 is kept in perfect alignment during its rotation. , If it was necessary to improve the alignment to prevent possible shaking; one could place in the outlet end of the chamber 19 a support spider 26 provided with a suitable bearing 27 (Figure 6).
Over the length of the shaft 24 which corresponds essentially to the part of this shaft contained in the chamber 19 are distributed a series of pallets or key-shaped parts 28, clearly shown in FIG. 3. These pallets 28 are provided with a tail 30 which, at its outer end 31, ends with a segment of the curve corresponding substantially to the curvature of the surface 14, although this portion
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may end in whole or in part below said surface, to ensure the additional play that may be necessary. These pallets 28 are stacked vertically and, preferably, are arranged on the shaft 24 in three vertical or helical rows obtained by successively shifting them by 120 with respect to each other.
Of course, the invention contemplates any other arrangement making it possible to achieve the same result. Thus arranged, these vanes collectively constitute a helical rotor, or in the form of a screw. If the successive pallets 28 were made in one piece without gaps, they would constitute a small pitch thread and, by turning, as will be seen later, they would play, among other roles, the role of a conveyor screw moving matter from top to bottom.
The paddles 28 can be arranged in vertical rows, substantially as shown in Figure 3, or with a longitudinal helical twist, as shown in Figure 4. With the latter arrangement, the attack of the individual paddles for scraping, threshing, throwing, etc., is carried out by the paddles in succession, and not simultaneously, and it is this arrangement which is preferable for many operations.
Each of the vanes 28 is beveled downward and backward at an appropriate angle (an angle of 7 is suitable for most applications) on its edge or entry face, so that material struck by it will
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found deflected towards the lower portion of the chamber 19. Near the lower portion of the rotor, the vanes may be bevelled at a greater angle to provide faster exit or distribution of material. However, it is envisioned to modify the degree of bevel, or shape, for special results which may be necessary or desirable. However, in practice, all the pallets 28 are identical to. except for the highest.
This pallet 28a (FIG. 1) carries a plate 32 forming a certain angle with the outer end of the shank 30. In operation, this plate 32 not only directs the incoming material downwards to begin its entrainment, but prevents in operation. besides this material to spill out of the chamber 19.
Another arrangement of these pallets is shown in Figure 5. In this case, the pallet 28b carries at the outer end of the tail 30b a vertical fin 33 which is mounted such that the outer ends are part of the same. cylindrical surface than that previously described. These vertical fins 33 can have a smooth scraping surface or be provided with angular grooves or notches 34 made in the same direction as the bevel of the tail of the pallets. These grooves help direct the scraped material onto the surface 14 so that it moves downward to be subjected to the action of subsequent paddles as the material passes through the apparatus.
It is easy to see that the
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flow rate of the apparatus, that is to say the rate at which the material to be treated is introduced into the chamber 19, to some extent determines the temperature of the. material obtained at the outlet end. To regulate this flow, a regulating device is provided. A feed bowl or funnel 36 is shown in Figure 1 as well as an enlarged sectional detail view in Figure 7. This funnel 36 may have any desired shape and may be set up to contain a quantity. of material measured so as to give a determined quantity of the final product. It can be placed in any suitable position on the device itself.
As shown, it is mounted using a console 37 on the support 22 of the engine, which support is itself secured to the main frame 10. It goes without saying that any suitable mounting method can be used. The console 37 has a cavity 38 which opens into a supply pipe 40. The cavity 38 is covered with an orifice plate 41, shown on a larger scale in FIG. 8. This plate has a series of holes 42,43 , 44 and 45 which are of different calibers calculated so as to regulate the quantity of material entering at any moment dan @ s the feed pipe 40. The funnel 36 is provided with an exhaust pipe 46 suitably oriented for coincide with any one of the holes in plate 41.
This can be provided with a tenon 47 engaged in a keyway 48 of the console 37 and serving to prevent its rotation. However, the assembly of the
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actual barrel 36 is such that it can be rotated so as to bring the. tubing 46 in coincidence with any one of the exhaust ports of the plate 41. As a visible indication of the position of the orifices, notches 50 have been provided. These notches serve as a visual mark to enable the operator to check the position of the exhaust manifold 46 with respect to the orifices of the plate 41.
It can thus be seen that, when the funnel 36 is in place, a simple rotation of this member makes it possible to direct the material towards an orifice of the desired caliber to adjust the flow, or to direct it towards a solid part of the plate, which is thus also behaves like a shutter to completely cut off the flow, if desired.
Of course, the relative positions of the rotating members can be reversed, so as to prevent the rotation of the funnel 36 and to allow the orifice plate 41 to receive an angular movement in order to establish or eliminate the coincidence of its orifices with the tubing. 46. In addition, the application of any variable shutter making it possible to control or adjust the flow rate of the material is envisaged.
Before describing the operation of the apparatus, it will be noted that there are many ways of establishing the rotor. For example, FIG. 9 shows a modified construction of this member. In this construction, the motor shaft 24 passes through the chamber 19 and is disposed along the axis of a conical part 50 which is fixed and secured to the cover 17. A
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Outside the conical part 50 is the cylindrical rotor 26a, which is fixed to the shaft 24 by a plate 51 and a screw 52.
In the cylindrical portion of the rotor and at the lower end of the conical part 50 there is a suitable bearing 53 which, by cooperating with another bearing 54, provided at the upper end of the rotor, provides an additional bearing surface. to withstand possible lateral thrusts or to prevent vibrations which may result from the long cantilever length. The vanes 28c may be integral with the cylindrical rotor 26a or may be established in the form of combs intended to fit into keyways provided in the body of the rotor as will be seen later.
As has been said previously, instead of constituting the rotor by a series of individual vanes 28, it can be established in a single piece or be constituted by a cylindrical body such as 26a in which key grooves are made. 55 intended to receive the paddles established in the form of a comb 56, as shown in FIG. 10. Of course, as stated previously, the keyways can be established either in the form of a longitudinal groove parallel to the axis, or in the form of a helical longitudinal groove.
It is contemplated the application of any device capable of making it possible to eliminate the driving connection between the shaft 24 and the rotor so that the rotor can be removed from the chamber 19 by
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view of cleaning, the particular device not having been shown.
The clearance formed between the end 31 of the pallets 28, 28c and 56 and the surface 14 is very small, and it has been found that, when the machine remains unused for a certain time between two consecutive distributions or services, while the refrigeration mechanism continues to operate, the moisture which separates from the air by condensing or the. The natural tendency for the formation and development of ice crystals is that the ends of the vanes tend to attach to the rotor due to the accumulation of these ice crystals.
To overcome this drawback of a practical nature, it is possible to subject to the upper part of the shaft 24 of the motor a vola.nt 58 allowing the operator to disengage the rotor from the wall 14 by a rotation by hand. or make sure that it can turn freely before starting the engine.
Another device for remedying this state of affairs in a human factor independent fashion comprises a second, smaller motor 60 which allows the shaft 24 and rotor to be rotated at a reduced speed, determined in practice to be of preferably close to 100 revolutions per minute. If the rotor is kept continuously in rotation near this speed, the apparatus will remain, always ready to serve whatever the time interval which elapses between two consecutive services. To couple the second motor 60 with the first, a freewheel coupling is used so that,
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when the first motor 23 is operating at its normal high speed, the second motor. 60 continues to run empty at its relatively low speed.
A simple way to achieve this result is shown in Figures 11 and 12, but it is understood that we can use any device suitable for achieving this result. For example, instead of securing the flywheel 52 to the upper end of the shaft 24, a pulley 61 is provided at this location which turns idle on a shaft end 63 and which can be driven by a belt 62 going to engine 60.
Around a part of the shaft 24 is wound a metal wire or spring 64, one end of which is rigidly fixed to the pulley 61. In this way, if the motor 23 is not running and it is desired to run the rotor at the low speed described by means of the motor 60, on and on the latter which, by rotating the pulley 61, tightens the spring 64, forcing it to grip the shaft 24 more firmly and to rotate this tree. On the contrary, if the motor 23 has been started to operate the apparatus, the shaft 24 rotates at a much higher speed, and the spring 64 is relaxed. It therefore stops tightening the shaft 24, which rotates freely inside said spring.
This one-way coupling may comprise a collar made of a material such as that used for brake linings, this collar being interposed between the coil spring 64 and the shaft 24.