CZ31996U1 - Stroj pro opakovanou výrobu zmrzliny po malých dávkách - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká stroje určeného pro opakovanou výrobu zmrzliny po malých dávkách.

Dosavadní stav techniky

Stávající stroje pro výrobu zmrzliny jsou konstruovány a využívány pro výrobu velkého množství zmrzliny, což velmi často přináší problémy, a to zejména tehdy, když nedojde k odběru/prodeji předpokládaného množství porcí a ve stroji zůstane velké množství připravené zmrzliny. Stávající stroje vyrábí zmrzlinu směs z kapalné fáze, která se nalije do zásobníků ve stroji a odtud se dopravuje do mrazících válců, kde se zmrazí na cca -10 °C. Takto zmražená zmrzlina se pomocí tlaku z čerpadel nebo pomocí šneků distribuuje přes tvořítko do kornoutů či kelímků. Tato činnost vyžaduje poměrně zkušenou a zručnou obsluhu, kterou je, při stávajícím nedostatku pracovních sil, obtížné získat. Stávající stroje se od sebe liší pouze velikostí, výkonem a snad druhem použitého čerpadla, které do zmrzliny zapravuje vzduch, a tak vytváří tzv. nášleh. Celý proces od namíchání zmrzliny, nalití do stroje, zmražení, vytočení zákazníkovi a umytí stroje je založen na schopnosti obsluhy. Problém představuje i provozní údržba stroje, například jeho vymývání. Vymytí takového stroje, které je nutné provádět v intervalu jednoho až tri dnů, je často tak složité, že je nemůže provádět obsluha stroje vydávající zmrzlinu, nýbrž ji provádí zvláště proškolený provozovatel nebo majitel stroje.

Existují i velmi složité automaty, které provedou většinu popsaných činností i za obsluhu, ale jedná se o velmi velké, složité a drahé roboty, které jsou pro většinu prodejců zmrzliny cenově nedostupné.

Nevýhody strojů na výrobu zmrzliny používaných v současnosti, lhostejno od kterého výrobce, je možno popsat následovně:

V současných strojích se vyrábí najednou cca 10 až 20 porcí zmrzliny a je tedy téměř neřešitelným problémem co po ukončení prodeje se zmrzlinou zbylou ve stroji dělat. A tak se tato zbylá zmrzlina, za použití různých technologických postupů, zamrazuje, převáří a jinak konzervuje k použití na následující den. Problém přetrvává v případě, že další den není pro zmrzlinu z předchozího dne odbyt. Pokud výrobce respektuje požadované normy a postupy pro výrobu a pro nakládání se zmrzlinou, dochází při užívání stávajících strojů, za popsaných okolností, k velkým ekonomickým ztrátám. Ideální řešení by spočívalo v možnosti vyrobit vždy jen jednu porci, a to rychle a energeticky velmi efektivně a v možnosti použitý stroj jednoduše umýt.

Podstata technického řešení

Podstata technického řešení spočívá v tom, že představuje stroj, který vždy vyrobí jen jednu dávku/porci zmrzliny, a to z nenamražené tekuté zmrzliny např. z terapaku a po odběru této jedné vyrobené dávky/porce zmrzliny může být stroj obsluhou iniciován k výrobě další porce nebo dle naprogramovaného algoritmu, po vyrobení určeného počtu porcí zmrzliny, se stroj může sám vymýt. Stroj je tedy vybaven programovatelným ovládacím zařízením (dále jen „počítačem“), které na základě nastaveného režimu může určovat počet za sebou vyráběných porcí zmrzliny a rovněž může iniciovat vymývání stroje. Jelikož stroj má velmi malé rozměry, je vymývání stroje, i v krátkých intervalech, efektivní. Stroj dokáže vyrobit ve velmi krátkém časovém úseku jednoduchým způsobem, bez lidské práce, jednu porci zmrzliny. Jednu porci proto, abychom

- 1 CZ 31996 U1 mohli i po této jedné porci stroj nechat automaticky umýt, pokud do určité doby nepřišel požadavek na výrobu další porce, a to opět bez lidské práce, tedy bez obsluhy.

Technické řešení, představuje stroj k opakované výrobě zmrzliny po malých dávkách. Základ stroje tvoří těleso, v jehož dutině jsou za sebou umístěny dva přímočaře pohyblivé písty. Spodní píst, který vůči dutině tělesa vykazuje poměrně velkou vůli, je opatřen množinou malých průchozích otvorů. Horní píst je s dutinou tělesa přesně lícovaný, i když se v dutině tělesa může přímočaře pohybovat. Každý píst je opatřen dutou pístnici. Dutá pístnice spodního perforovaného pístu, opatřená dutinou pro přívod vzduchu nebo kapaliny je souose a pohyblivě umístěna v dutině duté pístnice horního přesně lícovaného pístu. Každá z obou pístnic je napojena na vlastní lineární servomotor, který na základě pokynu počítače řídí její pohyb a tím i pohyb pístu. Dno tělesa je opatřeno otvorem pro přívod nenamražené tekuté zmrzliny, jemuž je předsazen ovládající ventil.

Rovněž otvor pro výdej hotové zmrzliny je opatřen ventilem. Víko tělesa je opatřeno vodícím otvorem pro pístnici horního přesně lícovaného pístu. V nejčastějším provedení bude těleso představovat válec s vnitřní válcovou dutinou. Provedení válcového tělesa bude buď jednoplášťové nebo dvouplášťové s dutinou mezi oběma plášti. Do této dutiny je možno umístit chladící šnekové trubičky nebo nechat dutinou proudit chladivo. Z vnější strany může být těleso opatřeno tepelnou izolací, a to pro případ, kdy je těleso chlazeno zevnitř pláště.

Těleso bývá nejčastěji provedeno jako nerezový válec o průměru pouhých cca 50 mm a o výšce cca 250 mm. Toto malé těleso vyžaduje pro ochlazování použití velmi malého množství chladivá, což umožňuje dodržení nařízení EU o druhu a množství chladiv i po roce 2020.

Objasnění výkresů

Další výhody a účinky předloženého technického řešení jsou patrny z připojeného obrázku, který značí:

obr. 1 řez strojem pro opakovanou výrobu zmrzliny po malých dávkách, těleso má válcový tvar z vnějšku opatřený tepelnou izolací, obě pístnice jsou souosé.

Příklad uskutečnění technického řešení

Příklad níže uvedeného provedení představuje jen jednu zmožných variant předkládaného technického řešení. Stroj znázorněný na obr. 1 určený k opakované výrobě zmrzliny Z po malých dávkách, je tvořen dutým válcovým tělesem T, v jehož dutině TI jsou za sebou umístěny dva přímočaře pohyblivé písty P a H. Spodní perforovaný píst P je opatřen množinou průchozích otvorů P2 a je pevně spojen se svojí dutou pístnici PÍ opatřenou průchozím otvorem D, jímž prochází trubička Dl pro přívod vzduchu nebo kapaliny. Spodní perforovaný píst P je vůči dutině TI tělesa T lícován s velkou vůlí. Horní píst H je vůči dutině TI tělesa T, lícován přesně, avšak s možností přímočarého pohybu. Dutá pístnice PÍ spodního perforovaného pístu P s dutinou D pro přívod vzduchu nebo kapaliny prostřednictvím trubičky Dl, je souose pohyblivě umístěna v dutině H2 duté pístnice H1 horního pístu H.

Dno T3 tělesa T je opatřeno otvorem El pro přívod nenamražené tekuté zmrzliny, jemuž je předsazen neznázoměný ovládací ventil.

Rovněž otvor pro výdej hotové zmrzliny E2 je opatřen neznázoměným ventilem. Víko T4 tělesa T je opatřeno vodícím otvorem O pro dutou pístnici H1 horního pístu H. Dutá pístnice H1 je napojena na neznázoměný lineární servomotor a rovněž dutá pístnice Pí je napojena na svůj

-2CZ 31996 Ul neznázoměný lineární servomotor. Servomotory a ovládací ventily jsou napojeny na řídící počítač. V popisovaném provedení má těleso T dvojitý plášť T2, v němž je umístěn rozvod R, chladícího média. Těleso T je z vnější strany opatřeno vnější tepelnou izolací T5. Stroj může být umístěn do vhodného stojanu a provozován samostatně, nebo může být zabudován, paralelně, v několika kusech do většího zařízení.

Funkce stroje je následující:

Celý stroj se nachladí a bude se udržovat na teplotě cca +2 °C, aby byla příprava zmrzliny Z rychlejší a aby byla dodržena konzervační teplota zmrzliny Z. Následuje nasátí jedné dávky nenamražené tekuté zmrzliny tak, že horní píst H se v dutině TI tělesa T pohybuje směrem vzhůru. Přívod do trubičky Pi je uzavřen, otvor pro výdej hotové zmrzliny E2 je rovněž uzavřen. Nenamražená tekutá zmrzlina je vzniklým podtlakem nasávána otvorem El z vaku nebo z jiné nádoby do dutiny TI tělesa T. Velikost dávky nenamražené tekuté zmrzliny je dána horní polohou horního pístu H v dutině TI tělesa T. Tuto polohu lze nastavit (naprogramovat počítačem). Po nasátí nenamražené tekuté zmrzliny následuje fáze našlehání zmrzliny Z. Otvor El i otvor pro výdej hotové zmrzliny E2 se uzavřou a trubičkou Dl se, do nenamražené tekuté zmrzliny začne vpravovat vzduch pod spodní perforovaný píst P. Spodní perforovaný píst P se začne pohybovat střídavě nahoru a dolů a nenamražená tekutá zmrzlina, spolu se vzduchem protéká množinou otvorů P2, tím se našlehává do podoby hotové zmrzliny Z. Tím se objem zmrzliny Z zvětšuje a proto horní píst H musí ustupovat nahoru. Protože se všechen vzduch nepodaří do zmrzliny Z zapravit, je u konce této fáze, mezi horní hladinou našlehané zmrzliny Z a horním pístem H, (který před zmrzlinou ustupuje nahoru) mezera plná vzduchu A. Další fází výroby zmrzliny Z ve stroji je mražení. Tato fáze nastává ihned po zahájení nasávání nenamražení tekuté zmrzliny. Jelikož objem zmrzliny Z v dutině TI tělesa T je malý, celý proces mražení, za stálého vytváření nášlehu, trvá maximálně desítky sekund. Jakmile je obsluhou nebo počítačem vypnuto mražení, rozjede se horní píst H směrem dolů a vzduch A nacházející se nad zmrzlinou Z stlačí na nastavený tlak. Potom počítač iniciuje otevření otvoru pro výdej zmrzliny E2 a počítač přes lineární motor pomocí pístu H dávkuje zmrzlinu Z přes tvořítko do kelímku. Velikost tlaku vzduchu A na zmrzlinu Z lze nastavit tak, aby byla dosažena požadovaná velikost nášlehu.

Po ukončení výdeje zmrzliny Z se stroj může sám vymýt, a to buď po každé porci zmrzliny Z, nebo v libovolném intervalu, dle požadavku obsluhy nebo počítače. Při vymývání stroje vyjede horní píst H až do horní polohy. Do dutiny TI tělesa T se trubičkou Dl místo vzduchu nastříká mycí kapalina. Potom se horní píst H pohybuje směrem dolů i nahoru zatímco, spodní perforovaný píst P se pohybuje směrem dolů. Po určené době se otvor pro výdej zmrzliny E2 otevře a mycí kapalina se odvede do odpadu. Otvor El je po celou dobu mytí uzavřen. Místo mycí kapaliny je možno použít vzduch nebo obě tato média kombinovat.

Je-li nenamražená tekutá zmrzlina, jako polotovar pro výrobu zmrzliny, dodávána ve vaku, je nutné vždy propláchnout přípojku mezi vakem a tělesem T, včetně otvoru El pro přívod nenamražené tekuté zmrzliny. Totéž je třeba provést v případě, že nenamražená tekutá zmrzlina je dodávána ve vaničce. Pokud je výše popsaný stroj provozován ve dvojici, je možné vydávat dva druhy zmrzliny Z, případně mix obou druhů. Nabízí se možnost provozovat vedle sebe i více strojů, nejlépe v podobě kompaktního automatického zařízení. Každý jednotlivý stroj nebo i kompaktní automatické zařízení je možno propojit přes libovolnou datovou síť s dispečinkem a na dálku řešit logistické i servisní potřeby provozovaných zařízení.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (4)

1. Stroj pro opakovanou výrobu zmrzliny po malých dávkách, vyznačující se tím, že je tvořen tělesem (T) v jehož dutině (TI) jsou za sebou umístěny dva přímočaře pohyblivé písty (P,

-3 CZ 31996 U1

H) a to spodní perforovaný píst (P) s množinou průchozích otvorů (P2) a s pístnicí (Pl) a horní píst (H) s pístnicí (Hl), přičemž dutá pístnice (Pl) spodního perforovaného pístu (P) s dutinou (D) pro přívod vzduchu nebo kapaliny prochází horním pístem (H) a je s pístnicí (Hl) horního pístu (H) rovnoběžná, zatímco dno (T3) tělesa (T) je opatřeno otvorem (El) pro přívod

5 nenamražené tekuté zmrzliny s předsazeným servoventilem a uzavíratelným otvorem (E2) pro výdej hotové zmrzliny (Z) přičemž víko (T4) tělesa (T) je opatřeno nejméně jedním vodícím otvorem (O) pro pístnice (P, H).

2. Stroj k opakované výrobě zmrzliny po malých dávkách podle nároku 1, vyznačující se ío tím, že v dutině (TI) tělesa (T), v níž jsou nad sebou umístěny dva přímočaře pohyblivé písty (P,

H), a to spodní perforovaný píst (P), s dutou pístnicí (Pl) a horní píst (H) s dutou pístnicí (Hl), je dutá pístnice (Pl) spodního perforovaného pístu (P) s dutinou (D) pro přívod vzduchu nebo kapaliny souose a pohyblivě umístěna v dutině (H2) duté pístnice (Hl) horního pístu (H).

15

3. Stroj podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že těleso (T) má dvojitý plášť (T2), v němž je umístěn rozvod (R) chladícího média.

4. Stroj podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že těleso (T) je z vnější strany opatřeno vnější tepelnou izolací (T5).