Оборудование для формования изделий отливкой

На рис. 2 представлена дозирующе-формующая машина фирмы «Биндлер», работающая по ленточной системе отливки. Машина (рис. 2, а) снабжена мудштуком с клапанным затвором, двумя золотниками, двухсторонней насосной системой и спаренной лопастной мешалкой-нагнетателем. Такая система используется при формовании плиток и батонов из шоколадных масс без добавлений в многорядные формы, а также с введением ореховой крупки и целых ядер лещинного ореха или миндаля.
Мундштуки многих моделей дозирующе-формующих машин снабжаются неподвижными отсекателями (рис. 2,б), которые предотвращают образование потеков формуемой массы.
Дозирующе-формующие машины с одинарным мундштуком используют для заполнения однорядных (см. рис. 2,а,б), а с двойным — двухрядных форм (рис. 2, в).

В дозирующе-формующих машинах некоторых конструкций вместо вращающегося в пределах определенного сектора цилиндрического золотника используются одинарные или спаренные мундштуки, отверстия которых перекрываются специальными клапанами, срабатывающими согласно заданному циклу.
Расположение насосных систем в дозирующе-формующих машинах может быть односторонним или двухсторонним, однорядным или многорядным.
Имеются дозирующе-формующие машины с порядной отливкой шоколадных изделий, в которых используются насосные системы, управляемые при помощи золотниковой планки, совершающей возвратно-поступательное движение (рис. 3). На рис. 3, а приведена схема работы дозирующе-формующей машины модели HFK фирмы «Биндлер» для шоколадных масс и начинок, в которой используется система распределения при помощи золотниковых планок и дюз.
Применяемые в конструкциях этих дозирующе-формующих машин легкосъемные планки с дюзами позволяют заполнять при порядной системе отливки одновременно один или несколько рядов формы, а также варьировать установку обычных или шарнирных дюз, поворачивая их в нужное для формования положение (рис. 3, б).
Дозирующе-формующие машины могут быть одноцелевыми или универсальными. У последних головная часть остается неизменной, а нижняя может изменяться или комбинироваться путем установки другой поршневой системы, золотникового механизма или формующих шоколадную массу рабочих органов.

 

Ленточную систему отливки применяют главным образом при производстве шоколадных плиток массой 50—100 г и более.
Точечная система отливки требует использования в конструкции дозирующе-формующих машин дюз. (насадок) и ориентирующих плит, распределяющих шоколадную массу по всем ячейкам формы. Дюзы закрепляются неподвижно или выполняются шарнирными. Последние можно поворачивать и закреплять, ориентируя их в соответствии с видом и рисунком изделий в форме. В каждую ячейку в зависимости от массы изделия может быть подана одна или несколько порций продукта. Точечная отливка широко применяется в дозирующе-формующих машинах с многопоршневыми головками.
На рис. 4 показаны дозирующе-формующие машины фирмы: «Биндлер» для точечной отливки шоколадных масс или начинок с помощью ориентирующих плит в двухрядные или многорядные формы.

 

Дозирующе-формующая машина (рис. 4, а) снабжена двусторонней трехрядной насосной системой и золотниками с тремя проходами. В каждой насосной системе установлено по 36 насосов (общее число 72) с диаметром поршней 22 мм. Максимальный рабочий ход плунжеров 60 мм. Каждый плунжер за рабочий цикл может подать максимально 27 г шоколадной массы, а всего 1970 г. При заполнении показанной на рисунке формы с двенадцатью изделиями работают 36 поршней (третий и шестой ряды ориентирующей плиты отключены); при заполнении формы с шестью изделиями не работают четвертый и пятый ряды ориентирующей плиты и отключаются соответствующие им группы насосов.
На рис. 4, б показана типовая дозирующе-формующая машина модели HFT-1 фирмы «Биндлер», которая работает по способу точечной отливки. Она снабжена двенадцатипоршневой насосной системой, легкосъемными ориентирующими плитами и дюзами. Машина используется для формования шоколадных масс с добавлениями или без них, а также для обычных и таких густых начинок, как нугат (пралине с добавкой ореховой крупки) и марципан.
Способ одновременного заполнения всех ячеек формы используется в скоростных автоматах с многопоршневыми дозирующе-формующими машинами. Этот способ требует использовать при формовании только определенные группы насосов и ориентирующие плиты, расположение отверстий которых должно точно соответствовать рисунку формы и массе формуемых изделий. Этим способом в одной форме можно получать изделия одной массы (например, 10 г) или различной, группируя расположение отверстий каналов и дюз так, чтобы в ячейки одновременно подавалась одна или несколько кратных по массе порций продукта. При установке используемой ориентирующей плиты включаются поршни работающих и отключаются поршни насосов, не участвующих в процессе формования данного изделия. Отливка осуществляется в формы, временно останавливающиеся под дозирующе-формующей машиной. Этот способ формования используется в автоматах модели Кавемиль, а также и в других скоростных автоматах.
Дозирующе-формующие машины, используемые в автоматах, могут закрепляться неподвижно или быть подвижными. Подвижные (качающиеся) системы совершают маятниковое движение  по ходу подаваемых форм и обратно. Такие до'зирующе-формующие машины сложны по конструкции, но позволяют более равномерно распределять шоколадную массу в ячейках форм и уменьшать за счет этого общую длину используемых вибрационных транспортеров. Они устанавливаются на автоматах «Супер-Кавемиль», «Автомольда», «Иенсен» и др.
Как правило, все модели дозирующе-формующих машин современных шоколадоформующих автоматов могут работать на различных по своему составу шоколадных массах, содержащих от 26 до 31% и более жира, а также с добавлением дробленого ореха (размер частиц до 3—4 мм).
На рис. 5 показаны некоторые специальные модели дозирующе-формующих машин и их рабочие органы, используемые при формовании шоколадных масс с твердыми добавлениями.

 

Для работы с целыми орехами или крупными по своим размерам добавлениями используют специальные дозирующе-формующие машины (рис. 5, а) или специальные механизмы, устанавливаемые на типовых дозирующе-формующих машинах (рис. 8,6). Вместо круглых поршней в них часто используют более крупные по сечению поршни прямоугольной формы.
Дозирующе-формующие машины изготавливаются с одним; общим приемником или приемник разделяют перегородкой на два самостоятельных отделения. В последнем случае одной; дозирующе-формующей машиной можно одновременно формовать две различные шоколадные массы в равных соотношениях: или две начинки (рис.5, в).
При использовании двух параллельно работающих дозирующе-формующих машин можно также приготовить двухслойный: шоколад, состоящий из двух различных масс.
Если форма отсутствует, то автоматически срабатывает система блокировки машины и цикла заполнения не происходит.
Перед операцией точечной отливки каждая форма приподнимается специальным устройством и по окончании ее резко опускается, что устраняет образование потеков, сильно загрязняющих перемычки форм и ухудшающих качество выпускаемых изделий.
При формовании изделий любым способом большое значение имеет систематический контроль за массой готовых изделий, который осуществляется путем выборочного взвешивания отдельных форм, заполненных шоколадной массой. Так, при использовании форм с шестью ячейками и массе изделий 100 г, скорости формования 28 циклов/мин в час получают 10080 плиток или 80640 плиток при 8-часовой смене. При стабильном колебании массы изделий + 1 г превышение нормативного расхода шоколадной массы в смену составит 80,6 кг.
Ниже приведены краткие характеристики основных моделей дозирующе-формующих машин, используемых для формования шоколадных изделий.
Дозирующе-формующая машина для автоматов 316-Е-4 и: 317-Е-9. Эта машина (рис. 6) предназначена для формования плиточного шоколада различной массы ленточным способом. Производительность машины до 24 форм/мин регулируется бесступенчато.
Машина состоит из приемной воронки, формующей головки с дозирующими устройствами и механизма синхронной подачи и отвода форм (каретки). Приемная воронка снабжена водяной рубашкой 6 для обогрева. Подогретая вода подается в рубашку циркуляционным насосом, сток излишков воды выполнен свободным. Для подогрева воды и поддержания ее температуры на заданном уровне (в пределах 32—38 °С) служит бачок, оборудованный нагревательным элементом и терморегулятором, Он соединен трубопроводом с насосом.
Над воронкой установлена пластинка, отполированная до зеркального блеска, которая служит для наблюдения за процессом заполнения воронки. Находящаяся в воронке шоколадная масса непрерывно перемешивается мешалкой, предупреждая таким образом ее расслоение и одновременно создавая дополнительный напор, необходимый для заполнения ячеек золотника 11. Золотник, поворачиваясь на определенный угол, занимает положение, при котором его ячейки поочередно соединяются либо с воронкой, либо с мерными цилиндрами. Дозирование шоколадной массы осуществляется группой поршней 2, которые совершают возвратно-поступательное движение в мерных цилиндрах 5, сообщаемое коромыслом 1 и шатуном 3, соединенными осью 4. Напротив каждого цилиндра в золотнике просверлено сквозное отверстие, заканчивающееся мундштуком 9 с щелевыми отверстиями, перекрываемыми ножом-отсекателем 10.

 
<!--IMG6--><!--IMG6-->

При движении поршней назад шоколадная масса всасывается из приемной воронки и ячеек золотника и поступает в мерные цилиндры. При последующем движении поршней вперед она выталкивается из цилиндров через проходные отверстия в мундштуке и заполняет ячейки форм 8, закрепленные в держателях 7. Из отверстий мундштука шоколадная масса поступает в движущиеся формы в виде ленты и равномерно распределяется по поверхности ячеек.
По окончании дозирования золотник поворачивается и одновременно отводит нож-отсекатель от упора, освобождая крепящие его пружины. Под действием пружин нож-отсекатель скользит по нижней поверхности мундштука и перекрывает все щелевые отверстия, предотвращая образование потеков и капель.
Золотник может быть заменен после удаления щеки 12, фиксируемой винтом 13.
Синхронизация скоростей движения форм и формования массы осуществляется с помощью каретки, движущейся в противоположном потоку форм направлении. Ход и положение каретки регулируются, благодаря чему обеспечивается различная скорость движения форм под формующей головкой. Это регулирование необходимо при изменении вязкости или дозы шоколадной массы и позволяет точно установить начало и конец заполнения ячеек формы. После заполнения шоколадной массой формы передаются для дальнейшей обработки на вибротранспортер.
Дозирующе-формующая машина ДДК фирмы «Биндлер» (ФРГ). Предназначена для формования шоколадных масс ленточным способом в формы размером 330X540 мм или при точечной системе в формы размером 275x540 мм. Эта машина позволяет формовать шоколадные массы без добавлений, с добавлениями целого лещинного ореха и миндаля или измельченных ядер (крупка с размерами частиц не менее 3 мм). Машина снабжена бесступенчато регулируемым приводом и обеспечивает производительность до 30 форм/мин. Приемник дозирующе-формующей машины может быть разделен перегородкой на два отделения, что позволяет формовать изделия из двух различных масс. При этом половина рядов в форме заполняется шоколадной массой одного, а вторая половина — другого сорта. При использовании двух последовательно работающих дозирующе-формующих машин можно изготавливать также и двухслойные изделия. При выработке изделий из двух отличающихся по> своему составу масс используются различные дополнительные рабочие органы.
Машина формует изделия ленточным или точечным способом. При ленточном способе используется мундштук с одним, двумя или тремя каналами и за один рабочий цикл заполняется одно-, двух- или трехрядная форма. При точечном способе во время рабочего цикла форма останавливается и полностью заполняется шоколадной массой через включенные в работу дюзы ориентирующей плиты.
Машина (рис. 7) состоит из корпуса, внутри которого монтируются все узлы исполнительных и приводных устройств. В верхней части корпуса установлен приемник 15 с водяной рубашкой, внутри которого расположены две горизонтальные мешалки 14 с лопастями, вращающимися навстречу друг другу. Они непрерывно перемешивают поступающую в приемник оттемперированную шоколадную массу и одновременно обеспечивают постоянное заполнение ею золотниковой камеры 12. Привод мешалок осуществляется от самостоятельного электродвигателя мощностью 1 кВт. Поддержание постоянной температуры находящейся в приемнике шоколадной массы, обогрев золотниковой камеры и поршней обеспечивается согласно заданному режиму автоматически работающей системой, которая состоит из бойлера, оборудованного термостатом, электрическим нагревателем, электромагнитным клапаном для подачи холодной воды и насосом для непрерывной рециркуляции нагретой воды. Температура рециркулирующей воды и формуемой шоколадной массы фиксируется термометрами 13 и 16.
Если приемник дозирующе-формующей машины разделен перегородкой на две части, необходимо устанавливать два отдельных бойлера.
 

 
<!--IMG7--><!--IMG7-->
<!--IMG8--><!--IMG8-->

В нижней части приемника находится золотниковая камера 12 с двумя цилиндрическими фасонными золотниками 17, которые в процессе работы совершают неполный поворот и возвращаются в исходное положение. Движение золотников позволяет соединять насосные системы 11 и 18 с приемником в момент заполнения цилиндров насосов шоколадной массой, перекрывать приемник и открывать выход формуемой массе через каналы 10 в легкосменяемый рабочий орган узла отливки 19. Этим органом является обычный мундштук, мундштук с отсекателем или ориентирующая плита с дюзами.
Насосные системы расположены с двух сторон золотниковой камеры, напротив друг друга, и состоят из 36 поршней диаметром 22 мм каждый. Ход поршней регулируется бесступенчато от 0 до 60 мм. За один рабочий ход каждый из них подает максимально 23 мл (25—27 г) шоколадной массы. Таким образом при каждом рабочем ходе обеих поршневых систем на величину, равную 60 мм, количество подаваемой массы плотностью 1,1 кг/л составляет 1820 г, а при плотности 1,2 кг/л — 2000 г. При рабочем ходе поршней, равном 5 мм, эти величины составят соответственно 152 и 166 г.
При выработке изделий с целыми орехами насосная система заменяется специальной гребенкой с плунжерами большого диаметра или с плунжерами, имеющими квадратную форму. В соответствии с этим заменяется и рабочий орган узла заполнения дозирующе-формующей машины. Насосная система с крупноразмерными плунжерами может обеспечить за рабочий: цикл подачу дозы общей массой до 5,5 кг.
Регулирование объема, а следовательно, и массы формуемого продукта достигается увеличением или уменьшением величины хода поршней, которое осуществляется раздельно для каждой из двух поршневых систем поворотом снабженных шкалой маховичков 26 и 27. Для ручного выключения насосной системы служит рычаг 24. Его используют тогда, когда необходимо пропустить группу или одну форму без заполнения ее формуемой массой.
Формы под дозирующе-формующую машину подаются цепным синхронизирующим транспортером 21 с толкателями. Поступающие из зоны обогрева формы проходят через участок горизонтального синхронизирующего транспортера, который обеспечивает перестройку и подачу свободно лежащих форм на отливку точно в соответствии с рабочим циклом. Цепь транспортера 21 регулируется вращением штурвала 4 таким образом, чтобы формы поступали на узел формования в положении, соответствующим способу ленточной или точечной отливки. Одновременно вращением кулачка 23 достигается правильная передача форм с первого на второй цепные транспортеры узла синхронизации подачи форм. Заполненные формы выводятся из машины цепным транспортером 2 и передаются на вибротранспортер 1.
На участке поступления форм на узел формования установлен блок-контакт, который отключает насосную систему при отсутствии формы.
Под узлом формования находится устройство 8, приподнимающее каждую форму перед началом рабочего хода и резко опускающее ее в момент окончания так, чтобы исключить образование нитей, капель или потеков. Величина подъема форм устройством о регулируется путем вращения штурвала 25. Устройство 8 включается только в том случае, если будет использован точечный способ отливки с установкой сменных ориентирующих плит. В этом случае направляющие 9 приподнимаются, обеспечивая беспрепятственное перемещение форм вверх и вниз.
Механизмы 20 для регулирования положения форм, расположенные с правой и левой стороны узла формования, служат для точной центровки их относительно этого узла. Направляющие 9 для форм нужны только при ленточном способе формования, когда устройство 8 не работает. Установка форм в нижнее рабочее положение и регулирование осуществляются вращением штурвала 28.

 
<!--IMG9--><!--IMG9-->

Бремя, необходимое для выполнения операций формования л движения форм, бесступенчато регулируется штурвалами 5 и 6, которые снабжены шкалой с делениями. Выравнивание положения форм, для того чтобы заполнение ячеек при точечной отливке приходилось точно по их центрам, осуществляется рычагом 3. При помощи рычага 7 можно отключать транспортер 21 подачи форм. Это необходимо в том случае, если после заполнения очередной формы необходимо провести работы по очистке дозирующе-формующей машины или заменить рабочие органы узла формования.
Перед транспортером 21 для подачи форм предусмотрен дозатор 22, который осуществляет перед операцией формования заполнение ячеек форм целыми орехами, «взорванным» рисом или другими твердыми добавлениями.
Дозирующе-формующие машины MLN фирмы «Карле и Монтанари» (Италия). Используются для формования шоколадных масс с целыми орехами и другими твердыми добавлениями и устанавливаются почти на всех выпускаемых этой фирмой автоматах для формования шоколадных изделий.
На рис. 8 показана схема работы дозирующе-формующих машин MLN и MLN-275 с подвижными и неподвижными отсекателями для перекрытия отверстий и зачистки мундштука и без мундштука. Эти машины отличаются от типовой машины большей по своим размерам поршневой камерой и более широкими каналами золотника и мундштука. Перекрытие отверстий мундштука (канала золотника) препятствует образованию потеков и нитей из шоколадной массы, загрязняющих поверхность форм.
Машина MLN (рис. 8, а) состоит: из приемника 2, наружные стенки которого (цилиндрическая 4 и плоская 5) образуют :водяную рубашку 3; горизонтальной мешалки (на схеме не показана); поршневой камеры 8 одной группы поршней 7 с шарнирно закрепленными тягами 6; золотника 18 и мундштука 10. Мундштук имеет подвижный отсекатель 16, шарнирно закрепленный на его корпусе. Закрытое положение ножа 15 отсекателя 16 обеспечивается пружинами. Нож открывается, освобождая канал 14 мундштука при формовании в момент упора отсекателя 16 в ограничительную планку 17. В зависимости от используемых в узле отливки рабочих органов машина может работать ленточным или точечным способом. При наличии мундштука она работает ленточным способом.
На рис. 8, а показан акт формования, а на рис. 8,б акт заполнения поршневой камеры формуемой массой.
При заполнении (рис. 8,б) золотник 3 поворачивается и открывает проход для формуемой шоколадной массы 4 в канал 5 золотника 3 и далее в поршневую камеру 6. Заполнение формуемой массой 4 поршневой камеры 6 обеспечивается движением поршня 7, который под действием тяги 8 устанавливается в крайнее заднее положение. Форма 11, лежащая на цепном транспортере 9, продолжает движение вперед под воздействием толкателя 10. Конец мундштука закрыт ножом 2 отсекателя 1.
При формовании золотник поворачивается, мундштук направляется из верхнего положения в нижнее (см. рис. 8, а). Отсекатель 16 набегает на ограничительную планку 17 и нож 15 освобождает канал 14 мундштука 10. При движении поршня 7 вперед масса 1 принудительно выдавливается через канал 9 золотника 18 и прямоугольный канал 14 мундштука 10, образуя ленту. Она распределяется по поверхности ячеек и за один цикл заполняет все ячейки движущейся формы 13, которая подана цепным транспортером И для заполнения. Процесс формования будет закончен, когда до заднего обреза формы останется определенное расстояние (примерно 15—20 мм).
На рис. 8, в схематически показан процесс формования на машинах с мундштуком и неподвижным отсекателем. Заполнение формы 3 порцией шоколадной массы происходит при повороте в пределах ограниченного сектора золотника 6 и рабочем ходе поршня 1. Затем золотник поворачивается в исходное положение и неподвижный отсекатель 5 плотно закрывает отверстие мундштука 4. После этого транспортер 2 перемещается вперед и подводит под мундштук очередную форму.
На рис. 8,г показан процесс формования на машинах без мундштука (для масс с крупными добавлениями). Форма 2 заполняется порцией шоколадной массы при повороте золотника 3 и рабочем ходе поршня. При повороте золотника 3 в обратном направлении его отверстие закрывается неподвижным отсекателем 4. Затем транспортер 1 перемещается и подводит к участку отливки другую пустую форму.
Посредством двух штурвалов, находящихся на станине дозирующе-формующей машины, регулируют положение формы (осуществляют ее центровку) и длину ленты формуемой массы. Третьим штурвалом, изменяющим ход поршней, регулируют массу изделий. При формовании масс с добавлением целых орехов они сохраняются почти целиком: их измельчение на дозирующе-формующих машинах модели MLN не превышает 5%.
Дозирующе-формующие машины MLP фирмы «Карле и Монтанари» (Италия). Используются для формования плиток, батонов, мелких литых изделий с твердыми добавлениями размером не более 4 мм или без них. Машины устанавливаются в автоматах серии «Кавемиль» и «Кавемиль-Крем» и работают по способу точечной отливки. На рис. 9 показана дозирующе-формующая машина модели MLP-532 с возвратно-поступательным движением. Поршневая система у этой машины обычно двухсторонняя. Она имеет по 32 поршня с каждой стороны, которые можно включать или отключать поворотом лапок 11 поршней в зависимости от вида используемых форм и применяемой ориентирующей плиты.

 
<!--IMG10--><!--IMG10-->

Машина снабжена сборником 5 с двойной рубашкой и водяным обогревом 1, терморегулятором   и центробежным насосом. Конструкция горизонтальной мешалки с фасонными лопастями обеспечивает тщательное перемешивание шоколадной массы с введенными в нее добавлениями. Особенностью машины является то, что в момент цикла формования она передвигается на роликах 6 по направляющим 7 вперед с той же скоростью, что и формы 14, перемещаемые транспортером 13, в течение определенного, регулируемого по продолжительности, отрезка времени; закончив цикл формования, машина возвращается в исходное положение. Такое периодически выполняемое движение позволяет, учитывая недостаточную растекаемость шоколадных масс, осуществить более полно и правильно заполнение почти всей поверхности ячеек и существенно сократить время обработки форм на вибротранспортерах.
Каждый работающий поршень поршневой системы 12 засасывает шоколадную массу из приемника и после изменения направления движения рычага привода 10 нагнетает ее в каналы ориентирующей плиты 9, на конце которой расположены калиброванные отверстия. В процессе формования, который осуществляется золотниками 8, ячейки форм находятся точно напротив отверстий ориентирующей плиты, и их центры совпадают. Одинаковый ход поршней насосной системы позволяет подавать одновременно равное количество формуемого продукта, обеспечивая почти одинаковую массу всех изделий в каждой форме. Точечная отливка обеспечивает  очень равномерное распределение формуемой массы в ячейках, в том числе и в углах форм, что затруднено при использовании других систем формования и что обычно компенсируется увеличением времени обработки форм на вибротранспортерах. Точечная отливка позволяет эффективно использовать при формовании шоколадные массы с более низким содержанием жира и изготавливать мелкие и тонкие изделия, характеризующиеся - очень небольшой массой. Она обеспечивает и более высокую производительность, так как в отличие от порядной отливки за один рабочий цикл заполняет все ячейки формы. Машина снабжена вибрационным: фильтром 4 для шоколадной массы.
Уровнемер 2, связанный с электромагнитным клапаном, расположенным в продуктопроводе 3, позволяет автоматически поддерживать постоянный уровень шоколадной массы в приемнике дозирующе-формующей машины.