ES2857584T3 - Aparatos de corte en rodajas y métodos para cortar en rodajas productos - Google Patents

Abstract

Un aparato para cortar en rodajas productos, el aparato que comprende un cabezal (50, 150) de corte en forma anular que comprende: un eje que define una dirección axial; conjuntos de cuchilla ubicados en una circunferencia del cabezal (50, 150) de corte, comprendiendo cada conjunto de cuchilla una cuchilla (52) plana y medios (66) para fijar la cuchilla (52) al cabezal (50, 150) de corte, extendiéndose cada una de las cuchillas (52) radialmente hacia dentro y en una primera dirección circunferencial del cabezal (50, 150) de corte para definir una abertura (78) de entrada y producir rodajas (142) de producto con cortes paralelos y un grosor uniforme; y superficies interiores arqueadas cada una ubicada en la primera dirección circunferencial con respecto a uno correspondiente de los conjuntos de cuchilla de tal manera que cada una de las superficies interiores define un borde (84, 184) posterior que conduce uno de los conjuntos de cuchilla y define con el mismo la abertura (78) de entrada con la cuchilla (52) que sigue de la superficie interior, y de tal manera que cada una de las superficies interiores define un borde (80) anterior que sigue de uno diferente de los conjuntos de cuchilla, teniendo cada una de las superficies interiores una pluralidad de trayectorias (72, 74, 172, 274, 374, 474, 574, 674, 774) de flujo continuas definidas en las mismas que se extienden a través de al menos la mayoría de la superficie interior adyacentes a un borde (80) anterior de la misma y que continúan a través del borde (84, 184) posterior de la misma y que están conectadas de forma fluida a una de las aberturas (78) de entrada entre la superficie interior y la cuchilla (52) que sigue la superficie interior; en donde cada una de las trayectorias (72, 74, 172, 274, 374, 474, 574, 674, 774) de flujo continuas de cada una de las superficies internas comprende primeros y segundos canales (74, 274, 674, 774; 72, 172) rebajados en, respectivamente, un miembro (62, 262, 362, 462, 562, 662, 762) de zapata que define el borde (80) anterior de la superficie interior y un miembro (68, 168) de entrada que define el borde (84, 184) posterior de la superficie interior, estando cada uno de los segundos canales (72, 172) alineado de forma individual con uno correspondiente de los primeros canales (74, 274, 674, 774), caracterizado por que los primeros canales (74, 274, 674, 774) tienen áreas en sección trasversal más pequeñas y/o formas en sección trasversal diferentes que los segundos canales (72, 172) alineados con los primeros canales (74, 274, 674, 774).

Description

DESCRIPCIÓN

Aparatos de corte en rodajas y métodos para cortar en rodajas productos

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere, en general, a métodos y aparatos para cortar en rodajas productos. La invención se refiere, en particular, a máquinas que tienen un cabezal de corte equipado con al menos una cuchilla adecuada para cortar en rodajas productos, en donde el cabezal de corte está configurado para facilitar la estabilidad de los productos durante el corte en rodajas.

Se conocen varios tipos de equipo para cortar en rodajas, rallar y granular productos alimenticios, tales como verduras, frutas, lácteos y productos cárnicos. Una línea de máquinas ampliamente utilizada para este propósito está disponible comercialmente en Urschel Laboratories, Inc., bajo el nombre Urschel Model CC®, un modo de realización de la cual es representado en la figura 1. La línea de máquina del modelo CC® proporciona versiones de cortadoras en rodajas de tipo centrífugo capaces de producir rodajas uniformes, cortes en tiras, ralladuras y granulaciones de una amplia variedad de productos a altas capacidades de producción. Cuando se utiliza para producir rodajas de patata para láminas de patata, la línea de máquinas del modelo CC® puede hacer uso de patata sustancialmente redondas para producir la forma de lámina circular deseada con una cantidad mínima de desecho.

La máquina 10 del modelo CC® representada de forma esquemática en la figura 1 incluye un cabezal 12 de corte montado en un anillo 15 de soporte por encima de una caja 16 de cambios. Una carcasa 18 contiene un árbol acoplado a la caja 16 de cambios que rota un propulsor 14 dentro del cabezal 12 de corte alrededor de un eje 17 del cabezal 12 de corte. Los productos son entregados al cabezal 12 de corte y el propulsor 14 a través de una tolva 11 ubicada por encima del cabezal 12 de corte. Durante el funcionamiento, el propulsor 14 es montado coaxialmente dentro del cabezal 12 de corte, que tiene una forma generalmente anular con cuchillas de corte (no mostradas) montadas en su perímetro. El propulsor 14 rota dentro del cabezal 12 de corte, mientras que este último permanece estacionario. La tolva 11 entrega productos al medio del impulsor 14, y las fuerzas centrífugas provocan que los productos se puedan mover hacia fuera en acoplamiento con las cuchillas del cabezal 12 de corte.

La figura 2 es una vista en perspectiva de un cabezal 12 de corte y las figuras 3 y 4 son vistas en perspectiva y en sección transversal, respectivamente, de un propulsor 14 de tipos que se pueden utilizar en el modelo de máquina CC® de la figura 1. Con referencia a la figura 2, cada cuchilla 13 del cabezal 12 de corte sobresale radialmente hacia dentro hacia el interior del cabezal 12 de corte, en general, en una dirección opuesta a la rotación del propulsor 14 dentro del cabezal 12 de corte, y define un borde de corte en su extremo radialmente más interno. Tal y como se ha representado en las figuras 3 y 4, el propulsor 14 comprende en general palas 28 orientadas radialmente dispuestas entre una base 30 y un anillo 32 superior, este último siendo omitido en la figura 4 para revelar el interior del propulsor 14 y las orientaciones de las palas 28. Una brida 34 de forma troncocónica se extiende en una dirección generalmente axial desde el anillo 32 para definir una abertura 36 a través de la cual entran los productos al propulsor 14. Las palas 28 tienen caras 38 que enganchan y dirigen los productos 40 (por ejemplo, patatas) radialmente hacia fuera hacia y en contra de las cuchillas 13 del cabezal 12 de corte a medida que rota el propulsor 14.

El cabezal 12 de corte mostrado en la figura 2 comprende un anillo 18 de soporte inferior, un anillo 20 de soporte superior, y segmentos (zapatas) 22 de soporte separados circunferencialmente. Las cuchillas 13 del cabezal 12 son fijadas de forma individual con conjuntos 26 de sujeción a las zapatas 22. Cada conjunto 26 de sujeción incluye un soporte 26A de cuchilla montado en el lado dirigido radialmente hacia dentro de la zapata 22, y una sujeción 26B montada en el lado dirigido radialmente hacia fuera de la zapata 22 para fijar la cuchilla 13 al soporte 26A de cuchilla. Las zapatas 22 son representadas y fijadas con pernos 25 a los anillos 18 y 20 de soporte. Las zapatas 22 están equipadas con pasadores de pivote coaxiales (no mostrados) que se acoplan en agujeros en los anillos 18 y 20 de soporte. Mediante el pivotamiento en sus pasadores, la orientación de una zapata 22 se puede ajustar para alterar la ubicación radial del borde de corte de su cuchilla 13 con respecto al eje del cabezal 12 de corte, por lo tanto controlando el grosor del producto cortado en rodajas. Como un ejemplo, el ajuste se puede lograr con un tornillo y/o pasador 24 de ajuste ubicado circunferencialmente por detrás de los pasadores de pivote. La figura 2 además muestra insertos 23 de entrada opcionales montados en cada zapata 22, que cruzan el producto antes de encontrarse con la cuchilla 13 montada en la zapata 22 anterior. Cada inserto 23 de entrada y su correspondiente cuchilla 13 define una abertura de entrada cuya anchura se puede ajustar pivotando la zapata 22 hacia y en contra del borde de corte de la carcasa 40 de cuchilla. Como tal, el grosor de cada rodaja producido por una cuchilla 13 es determinado por la abertura de entrada, y de forma específica la distancia radial entre el borde de corte de una cuchilla 13 y un borde anterior adyacente de un inserto 23 de entrada. Tal y como se utiliza en el presente documento “anterior”, se refiere a una posición en un cabezal de corte que sigue o sucede a otra en la dirección de rotación de un propulsor montado con el cabezal de corte, mientras que “posterior” se refiere a una porción en un cabezal de corte que está por delante de o precede a otra en la dirección opuesta de la rotación del propulsor.

Las cuchillas 13 mostradas en la figura 2 son representadas teniendo bordes de corte rectos para producir rodajas planas, aunque se pueden instalar cuchillas de otras formas en las máquinas del modelo CC® para producir productos cortados en rodajas, cortados en tiras, rallados y granulados. Un ejemplo no limitativo es que las cuchillas tengan bordes de corte que definan un patrón periódico de picos y valles cuando se ven desde el borde. El patrón periódico se puede caracterizar por picos y valles afilados o una forma más corrugada o sinusoidal caracterizada por más picos y valles redondeados cuando se ven desde el borde. Si los picos y valles de cada cuchilla están alineados con los de la cuchilla anterior intermedia se producen rodajas en las cuales cada pico en una superficie de una rodaja corresponde a un valle en la superficie opuesta de la rodaja, de tal manera que las rodajas pueden ser sustancialmente uniformes en grosor pero tener una forma en sección trasversal que está caracterizada por picos y valles afilados (“rodajas en forma de V” o una forma más corrugada o sinusoidal (rodajas onduladas), referidas de forma colectiva en el presente documento como formas periódicas. De forma alternativa, se puede producir un producto rallado si cada pico de cada cuchilla está alineado con un valle de la cuchilla inmediatamente anterior, y se puede producir un producto con corte en forma de un gofre/parrilla haciendo de forma intencionada cortes con alineación desfasada del eje con una cuchilla en forma periódica, por ejemplo, cortando transversalmente un producto a dos ángulos diferentes, típicamente separados noventa grados. Adicionalmente, se pueden producir productos cortados en tiras y granulados con el uso de cuchillas adicionales y/o ruedas de corte ubicadas aguas abajo de las cuchillas. El que se desee un producto cortado en rodajas, cortado en tiras, rallado, granulado o cortado en gofre dependerá del uso pretendido del producto.

Aunque se utilizan comúnmente insertos de entrada planos para diversas aplicaciones de corte en rodajas, los insertos 23 de entrada representados en la figura 2 tienen nervaduras para definir bordes elevados para crear una fila de aberturas que precede a cada cuchilla 13 y a través de las cuales piedras, arena y otros desechos pueden salir del cabezal 12 de corte sin dañar las cuchillas 13 y los soportes 26A de cuchilla. Tal y como se enseña en la publicación de solicitud de patente estadounidense No. 2014/0007751, para facilitar una alineación de fase de láminas de patata que tienen corrugados de gran amplitud, se pueden utilizar zapatas e insertos de entrada corrugados de gran amplitud en combinación con cuchillas corrugadas de gran amplitud con el propósito de mantener la alineación del producto durante el corte en rodajas.

Las máquinas del modelo CC® tal y como se representa en las figuras 1-4 son muy adecuadas para producir rodajas de una amplia variedad de productos alimenticios. Aun así, ciertas condiciones de funcionamiento pueden influir sobre la habilidad de estas máquinas para producir rodajas de grosor uniforme a altas capacidades de producción. Por ejemplo, la figura 5 representa de forma esquemática cuatro secciones de zapata del cabezal de corte de la figura 2 y una condición que puede suceder que puede llevar a la variabilidad en los grosores de rodajas 42 producidas durante la operación de corte en rodajas. Se utiliza comúnmente agua como fluido de lubricación en equipamiento de procesamiento alimentario, y sucede un efecto de hidroplaneo hasta cierto punto entre los productos 40 (representados como patatas) y las zapatas 22 y los insertos 23 de entrada antes de y durante la operación de corte en rodajas. De forma ordinaria, algún grado de hidroplaneo es deseable, consistente con el intento de que el agua sirva como un lubricante entre los productos 40 y las superficies interiores de las zapatas 22 y de los insertos 23 de entrada. Sin embargo, hay una tendencia creciente a reciclar agua utilizada en dicho equipo para conservar el agua y facilitar el respeto medioambiental del proceso reduciendo la cantidad de agua de desecho producido. En particular, cuando se cortan en rodajas patatas y otros productos alimenticios con almidón, el resultado es que el agua puede contener una cantidad significativa de sólidos de almidón que aumenta la viscosidad del agua y puede también comportarse como un abrasivo en las superficies de las zapatas 22 y de los insertos 23 de entrada. La figura 5 representa una película 44 de agua relativamente gruesa presente entre los productos 40 y el cabezal 12 de corte y, en especial, entre los productos 40 y las nervaduras 46 de los insertos 23 de entrada tal y como es más fácilmente evidente a partir de la imagen detallada en la figura 5. Dicha película 44 puede llevar a hidroplaneo suficiente para provocar inestabilidad de los productos 40 mientras están en contacto con las zapatas 22 y los insertos 23, lo cual puede tener como resultado una variabilidad en los grosores de las rodajas 42. Aunque dicha variabilidad de rodaja puede ser muy ligera, puede ser suficiente para influir en la uniformidad deseada de ciertos productos, por ejemplo, láminas de patata fritas o al horno, como resultado de la posibilidad de regiones sobrecocinadas y/o subcocinadas dentro de láminas individuales.

El documento WO2015/075179 describe un conjunto de cuchilla para un aparato de corte y además un aparato de corte de parte del mismo tal como un cabezal de corte de sistema equipado con dicho conjunto de cuchilla para el corte de productos alimenticios y el uso del mismo.

El documento US2961024A1 describe máquinas para el corte de productos cargados de zumo tal como patatas.

El documento US2008/022822 describe un aparato de corte que tiene un cabezal de corte en forma anular y un conjunto de propulsor montado coaxialmente para la rotación dentro del cabezal de corte para entregar productos alimenticios radialmente hacia fuera hacia el cabezal de corte.

Breve descripción de la invención

La presente invención proporciona aparatos y métodos adecuados para cortar en rodajas productos. Un aparato para cortar en rodajas productos es el primer aspecto de la presente invención y se proporciona en la reivindicación 1. Un método de uso de dicho aparato es el segundo aspecto de la presente invención y se proporciona en la reivindicación 9. Se proporcionan modos de realización preferidos en las reivindicaciones dependientes. Cualquier modo de realización de la divulgación posterior que no esté englobado por las reivindicaciones se proporciona únicamente por referencia.

Un aparato para cortar en rodajas productos se describe en el presente documento y tiene un cabezal de corte en forma anular que comprende un eje que define una dirección axial, conjuntos de cuchilla ubicados en una circunferencia del cabezal de corte, y superficies interiores arqueadas cada una ubicada en una primera dirección circunferencial del cabezal de corte con respecto a uno correspondiente de los conjuntos de cuchilla de tal manera que cada una de las superficies interiores conduce uno de los conjuntos de cuchilla y sigue uno diferente de los conjuntos de cuchilla. Cada conjunto de cuchilla comprende una cuchilla plana y medios para fijar la cuchilla al cabezal de corte. Cada cuchilla se extiende radialmente hacia dentro y en la primera dirección circunferencial para definir una abertura de entrada y producir rodajas de producto con cortes paralelos y un grosor uniforme. Cada una de las superficies interiores tiene una pluralidad de trayectorias de flujo continuas definidas en la misma que se extienden a través de al menos la mayoría de la superficie interior adyacentes a un borde anterior del mismo a través de un borde posterior del mismo y están conectadas de forma fluida a una de las aberturas de entrada entre la superficie interior y la cuchilla que sigue la superficie interior.

De acuerdo con un modo de realización de la invención, el aparato además comprende un propulsor montado coaxialmente dentro del cabezal de corte para la rotación alrededor del eje del cabezal de corte en una dirección opuesta a la primera dirección circunferencial del cabezal de corte, comprendiendo el propulsor una o más palas (28) separadas de forma circunferencial a lo largo de un perímetro del mismo para entregar productos radialmente hacia fuera hacia el cabezal de corte. De acuerdo con el segundo aspecto de la invención el método de utilizar dicho aparato puede comprender rotar el propulsor, suministrar un fluido de lubricación al propulsor, suministrar productos al propulsor que son entregados radialmente hacia fuera hacia el cabezal de corte y cortar en rodajas los productos con las cuchillas del cabezal de corte para producir rodajas de producto con cortes paralelos y un grosor uniforme.

Otros modos de realización de la invención incluyen reciclar el fluido de lubricación a través del cabezal de corte, y la presencia de sólidos de almidón en el fluido de lubricación como resultado de los productos que son productos alimenticios con almidón, por ejemplo, patatas.

Los efectos técnicos de aparatos y métodos descritos anteriormente preferiblemente incluyen la habilidad de reducir la variabilidad de corte reduciendo el grosor de una película de lubricante sobre las superficies de la zapata y del inserto de entrada, en particular si el lubricante contiene agua reciclada y el producto es un producto alimentario con almidón.

Otros aspectos y ventajas de esta invención se aprecian mejor a partir de la siguiente descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista lateral en sección transversal parcial que representa una máquina de corte en rodajas conocida en la técnica.

La figura 2 es una vista en perspectiva que representa un cabezal de corte de un tipo adecuado para el uso con la máquina de corte en rodajas de la figura 1.

La figura 3 es una vista en perspectiva que representa un propulsor de un tipo adecuado para el uso con una máquina de corte en rodajas de la figura 1 y del cabezal de corte de la figura 2.

La figura 4 es una vista en sección trasversal del propulsor de la figura 3 que indica su rotación mediante la cual se empujan productos radialmente hacia fuera hacia, por ejemplo, el cabezal de corte de la figura 2.

La figura 5 representa de forma esquemática una condición de funcionamiento que puede suceder con la máquina, el cabezal de corte y un propulsor representado en las figuras 1 a 4.

La figura 6 es una vista en perspectiva que representa un cabezal de corte de acuerdo con un modo de realización no limitativo de la invención y adecuado para el uso en la máquina de corte en rodajas de la figura 1 y con el propulsor de las figuras 3 y 4.

La figura 7 representa una porción del cabezal de corte de la figura 6 que muestra con más detalle una zapata y un inserto de entrada del cabezal de corte.

La figura 8 es una vista aislada de una de las zapatas del cabezal de corte de las figuras 6 y 7.

La figura 9 es una vista detallada de una porción de un cabezal de corte similar a las figuras 6 y 7, pero con una configuración alternativa para el inserto de entrada.

La figura 10 representa, de forma esquemática, una condición de funcionamiento de un cabezal de corte equipado con las zapatas de las figuras 6 a 9 y el inserto de entrada de la figura 9.

Las figuras 11A a 11D y 12A a 12D son vistas aisladas de configuraciones alternativas para zapatas adecuadas para el uso en el cabezal de corte de la figura 6 y los insertos de entrada de las figuras 6 a 9.

Descripción detallada de la invención

La presente invención proporciona aparatos y métodos de corte en rodajas capaces de producir diversos productos alimenticios cortados en rodajas, incluyendo láminas de patatas, y los productos cortados en rodajas producidos con los mismos. Aunque la invención se describirá en el presente documento como un corte en rodajas de producto alimentario, se puede prever que los aparatos y métodos de corte en rodajas puedan utilizarse para cortar otros productos alimenticios o materiales no alimenticios, y por lo tanto el alcance de la invención no debería limitarse a ningún producto particular. Los aparatos de corte en rodajas se adaptan preferiblemente para cortar productos alimenticios en rodajas con cortes generalmente paralelos resultando en rodajas de productos alimenticios de grosor uniforme.

Las figuras 6 y 7 muestran un cabezal 50 de corte de acuerdo con un modo de realización no limitativo de la presente invención. El cabezal 50 de corte está configurado para utilizarse en una máquina de corte en rodajas, como un ejemplo no limitativo, la máquina 10 de corte en rodajas de tipo centrífugo, representada en la figura 1, y en combinación con un propulsor, como un ejemplo no limitativo, el propulsor 14 representado en las figuras 1, 3 y 4, en cuyo caso el propulsor 14 está montado dentro del cabezal 50 de corte para la rotación alrededor de un eje del cabezal 50 de corte, sin embargo, otras configuraciones de propulsores adaptados para la instalación y rotación en un cabezal de corte con forma anular podrían utilizarse tal y como se expuso anteriormente con referencia a las figuras 1 a 4. Por consiguiente, aunque el cabezal 50 de corte se expondrá más abajo con referencia al propulsor 14 de las figuras 1, 3 y 4, debería entenderse que el cabezal 50 de corte puede encontrar un uso adecuado con propulsores diferentes de los mostrados en los dibujos.

El cabezal 50 de corte se representa en las figuras 6 y 7, teniendo una forma anular con múltiples conjuntos de cuchilla dispuestos y separados alrededor de la circunferencia del cabezal 50 de corte. Cada conjunto de cuchilla incluye una cuchilla 52 y medios para fijar la cuchilla 52 al cabezal 50 de corte. En el modo de realización no limitativo mostrado en las figuras 5 y 6 los medios de fijación incluyen conjunto 66 de fijación, cada uno que incluye un soporte 66A de cuchilla montado en el lado dirigido radialmente hacia dentro de una de las diversas zapatas separadas circunferencialmente (segmentos de soporte) 62, y una sujeción 66B montada en la cara dirigida radialmente hacia fuera de la misma zapata 62 para fijar una cuchilla 52 al soporte 66A de cuchilla. Cada cuchilla 52 es montada para extenderse en una dirección radialmente hacia dentro del cabezal 50 de corte, de manera que sobresale hacia el propulsor que podría montarse para la rotación dentro del cabezal 50 de corte (por ejemplo, tal y como se representa por el propulsor 14 en la figura 1) cada cuchilla 52 tiene un borde de corte que finaliza en una punta de cuchilla. Las cuchillas 52 mostradas en las figuras 6 y 7 son representadas como cuchillas “planas”, las cuales, como se utiliza en el presente documento, significan que los bordes de corte de las cuchillas 52 son rectos para producir rodajas planas.

Cada zapata 62 se monta entre anillos 58 y 60 de soporte inferior y superior, a los cuales se acopla de forma pivotante la zapata 62 de manera que su orientación se puede ajustar para alterar la ubicación radial del borde de corte de su cuchilla 52 con respecto al eje del cabezal 50 de corte, por lo tanto controlando el grosor de un producto cortado en rodajas producido con una cuchilla 52. Como un ejemplo, se puede lograr un ajuste con un tornillo y/o pasador 54 de ajuste ubicado circunferencialmente por detrás del eje de pivote de la zapata 62. Las figuras 6 y 7 además muestran insertos 68 de entrada montados circunferencialmente por detrás (posteriores) a un borde 82 posterior de cada zapata 62. Cada inserto 68 está de forma preferible directamente fijado a su zapata 62 correspondiente, por ejemplo, con fijaciones 64A montadas dentro de agujeros 64B (figura 8A) proporcionados en una brida 63 anterior de la zapata 62. Consistente con la forma anular del cabezal 50 de corte, superficies interiores de cada zapata 62 y del insertos 68 tienen formas arqueadas. Un propulsor montado para la rotación dentro del cabezal 50 de corte (aunque este último permanece estacionario) provoca que los productos entregados al mismo (por ejemplo, con una tolva de un tipo representado en la figura 1) se muevan hacia fuera bajo fuerzas centrífugas y se enganchen en las cuchillas 52 del cabezal 12 de corte. Al hacer esto, los productos hacen contacto y se mueven a través de una superficie 65 interior de la zapata 62 y una superficie interior del insertos 68 de entrada antes de encontrarse con una de las cuchillas 52 montadas en una zapata 62 inmediatamente anterior. Los insertos 68 de entrada son las últimas superficies que contactan los productos antes de engancharse en las cuchillas 52, y el borde 84 anterior de cada insertos 68 de entrada (figura 7) y la cuchilla 52 inmediatamente posterior define una abertura 78 de entrada que determina el grosor de una rodaja producida por la cuchilla 52. La anchura de la abertura 78 de entrada se ajusta mediante el pivotamiento de la zapata 62 anterior hacia y en contra del borde de corte de la cuchilla 52 posterior para alterar la distancia radial entre el borde de corte de una cuchilla 52 y el borde 84 posterior adyacente del insertos 68 de entrada.

Los insertos 68 de entrada representados en las figuras 6 y 7 son similares a los insertos 23 de entrada representados en la figura 2, ya que el inserto 68 tiene nervaduras 70 que definen bordes elevados para crear una fila de canales 72 que están separados entre sí por una de las nervaduras 70. Los canales 72 definen una fila de aberturas que preceden a la cuchilla 52 inmediatamente anterior y a través de las cuales pueden salir piedras, arena y otros desechos del cabezal 50 de corte sin dañar las cuchillas 52 y los soporte 66A de cuchilla. Las figuras 6 y 7 además representan la zapata 62 teniendo canales 74 rebajados dentro de sus superficies 65 interiores. De acuerdo con un aspecto de la invención, los canales 72 y 74 de los insertos 68 y de la zapata 62 son canales alineados, que tal y como se utiliza en el presente documento significa que los canales 72 y 74 son paralelos entre sí y perpendiculares al eje del cabezal 50 de corte y el eje del propulsor montado para la rotación dentro del cabezal 50 de corte, de tal manera que los canales 72 y 74 están alineados con la dirección que produce el desplazamiento a través de las superficies 65 interiores de las zapatas 62 y a través de las superficies interiores de los insertos 68. De acuerdo con la invención, cada canal 74 de una zapata 62 está alineado individualmente con uno de los canales 72 de su insertos 68 de entrada posterior para crear una trayectoria de flujo continua desde el borde 80 anterior de la zapata 62 adyacente al soporte 66A de cuchilla inmediatamente anterior a la abertura 78 de entrada definida entre el borde 84 posterior del inserto 68 y su cuchilla 52 inmediatamente posterior. Una alineación positiva y precisa de los canales 72 y 74 se puede lograr y mantener como resultado de que cada insertos 68 este directamente fijado a su zapata 62 correspondiente tal y como se expuso anteriormente.

Los canales 74 alineados en la zapata 62 mostradas en las figuras 6 y 7 tienen áreas en sección trasversal más pequeñas que los canales 72 alineados formados por los insertos 68 de entrada como resultado de ser más estrechos y menos profundos que los canales 72 alineados. Tal y como se aprecia más fácilmente en las figuras 8A y 8B, los canales 74 alineados de la zapata 62 tienen secciones trasversales en forma de U, por ejemplo, una sección trasversal que es semicircular o un segmento circular, y por lo tanto diferir en la forma en sección trasversal de la secciones trasversales en forma rectangular de los canales 72 alineados de los insertos 68 de entrada. Profundidades y anchuras adecuadas para los canales 74 se cree que están en el rango de aproximadamente 0,75 a 2,5 mm, con las anchuras de los canales 74 normalmente siendo mayores que sus profundidades, aunque se pueden prever canales 74 menos profundos, más profundos, más estrechos y más anchos. Mediante la fabricación de canales 74 alineados que tengan áreas en sección trasversal suficientemente grandes, los canales 72 y 74 alineados son capaces de reducir el hidroplaneo de productos que hacen contacto con las zapatas 62 antes de y durante la operación de corte en rodajas cuando el agua (u otro líquido) es utilizado como un fluido de lubricación.

También como es evidente de las figuras 8A y 8B, las superficies 76 de la zapata 62 entre los canales 74 alineados son “planas” lo cual en el sentido de las formas arqueadas de las zapatas 62 significa que, aunque las superficies 76 aparecen arqueadas cuando se ven en una dirección paralela al eje del cabezal 50 de corte, las superficies 76 son colineales cuando se ven en sección trasversal a lo largo de una sección paralela al eje del cabezal 50 de corte, tal y como se ve en la superficie geométrica (perfil) de la figura 8B. Como tal, los productos que se enganchan en la superficie 65 interior de las zapatas 62 no hacen contacto con una característica elevada, tal como picos de una superficie corrugada destinados a mantener la alineación del producto durante el corte en rodajas. En su lugar, la trayectoria de flujo continua formada por los canales 72 y 74 alineados son rebajadas por debajo de las superficies 76 de las zapatas 62, y los productos que se enganchan a las superficies 65 interiores de la zapata 62 son soportados por lo que se define en el presente documento como superficies 76 “planas” (cuando se ven como una sección trasversal paralela al eje de la rueda 50 de corte). Adicionalmente, las superficies 76 de la zapata 62 son significativamente más anchas (en la dirección axial del cabezal 50 de corte que los canales 74 alineados. Por ejemplo, la figura 8B representa una relación de anchura mayor de 2:1 y que se aproxima a 4:1, en otras palabras, las superficies 76 en el modo de realización de las figuras 8A y 8B cubren más de un 50% y hasta aproximadamente un 75% de la superficie 65 de cada zapata 62.

De lo anterior, se puede apreciar que en combinación la zapata 62 y los insertos 68 de zapata definen superficies interiores del cabezal 50 de corte, y cada una de dicha superficie interior conduce la cuchilla 52 de un conjunto de cuchilla posterior y conduce la cuchilla 52 de un conjunto de cuchilla anterior. En las figuras 6, 7 8A y 8B, las trayectorias de flujo continuas definidas por los canales 72 y 74 alineados de las zapatas 62 y de los insertos 68 de entrada se extienden desde el borde 80 anterior de la zapata 62 al borde 84 posterior del inserto 68 de entrada con el fin de estar conectados de forma fluida a la abertura 78 de entrada posterior. Sin embargo, se puede prever que se podrían obtener resultados aceptables siempre que los extremos anteriores de las trayectorias de flujo continuas estén lo suficientemente próximos (adyacentes) al borde 80 anterior de la zapata 62, por ejemplo, extendiéndose a través de la mayoría de la superficie 65 interior de la zapata 62. En algunos modos de realización, se pueden omitir los insertos 68 de entrada, en cuyo caso la brida 63 también podría omitirse y las superficies 65 interiores de la zapata 62 (es decir, entre los bordes 80 y 82 anterior y posterior de cada zapata 62; figura 7), podrían definir la totalidad de las superficies interiores del cabezal 50 de corte entre los conjuntos de cuchilla.

El efecto de hidroplaneo señalado anteriormente se representa de forma esquemática en la figura 10 con referencia a un cabezal 150 de corte representado en la figura 9 idéntico al cabezal 50 de corte de las figuras 6 y 7 excepto para los insertos 168 de entrada que interfieren de los de las figuras 6 y 7 teniendo una superficie interior con canales 172 alineados cuya forma en sección trasversal tiene forma de U (por ejemplo, una sección trasversal que es semicircular o un segmento circular) y que coinciden de forma más cercana con la de los canales 74 alineados en la zapata 62. En otras palabras, la geometría superficial de los canales 172 alineados es esencialmente idéntica a la geometría superficial mostrada en la figura 8B, y las superficies 170 de los insertos 168 entre los canales 172 alineados son planas y colineales cuando se ve en sección trasversal a lo largo de una sección paralela al eje del cabezal 150 de corte. Como tales, los productos que se enganchan en las superficies interiores de los insertos 168 no hacen contacto con características elevadas tales como bordes elevados de las nervaduras 70 mostradas en las figuras 6 y 7. En su lugar, los canales 74 y 172 alineados están rebajados por debajo de la superficie 76 y 170 de la zapata 62 y de los insertos 168 de entrada, de nuevo creando trayectorias de flujo continuas que se extienden desde los bordes 80 anteriores de la zapata 62 a los bordes 184 posteriores de los insertos 168 para reducir el hidroplaneo de los productos que hacen contacto con los insertos 168 y las zapatas 62 antes y durante la operación de corte en rodajas. La profundidad y anchura de cada canal 172 son de forma preferible al menos igual esa, respectivamente, la profundidad y anchura del canal 74 en la cual se alinean, y en ciertos modos de realización son mayores que la profundidad y anchura del canal 74 alineado, por ejemplo, en un rango de aproximadamente 1 a 3 mm, con el resultado de que los canales 74 alineados en la zapata 62 tienen áreas en sección trasversal más pequeñas que los canales 172 alineados de los insertos 168 de entrada. Las anchuras de los canales 172 son típicamente mayores que sus profundidades, aunque se pueden prever canales 172 menos profundos, más profundos, más estrechos, y más anchos.

En la figura 10, se representan de forma esquemática cuatro secciones de zapata del cabezal 150 de corte de la figura 9. Un propulsor rotatorio dentro del cabezal 150 de corte se omite por claridad, pero debería entenderse que está presente un propulsor, se suministra un fluido de lubricación y productos 40 al propulsor, y los productos 40 son entregados radialmente hacia fuera hacia el cabezal 150 de corte para sufrir un corte en rodajas con cuchillas 52 para producir rodajas 142 de producto de grosor uniforme. La figura 10 también ilustra que está presente algún grado de hidroplaneo, consistente en el intento de que el agua (u otro fluido) sirva como un lubricante entre los productos 40 y las superficies interiores de la zapata 62 y los insertos 168 de entrada. Sin embargo, la figura 10 representa de forma esquemática que una película 144 de agua mucho más fina está presente entre los productos 40 y el cabezal 150 de corte, tal y como es evidente a partir de la imagen detallada en la figura 10. Aunque la película 144 entre los productos 40 y las superficies 170 de los insertos 168 de entrada se aprecia de forma más fácil en la figura 10, la película 144 también está presente entre los productos 40 y las superficies 76 de la zapata 62 y el grosor de la película 144 puede ser similar entre los bordes 80 anteriores de la zapata 62 y los bordes 184 posteriores de los insertos 168 debido a las geometrías superficiales similares de las zapatas 62 y de los insertos 168. La película 144 más delgada es el resultado de la presencia de trayectorias de flujo continuas formadas por los canales 74 y 172 alineados rebajados por debajo de las superficies 76 y 170 de la zapata 62 y de los insertos 168 de vuelta. Los canales 74 y 172 alineados drenan agua desde la película 144 en las superficies 76 y 170 y conducen el agua hacia la abertura 178 de entrada entre el inserto 168 y su cuchilla 52 anterior.

Al reducir el grosor de la película 144, se puede reducir el hidroplaneo para facilitar la estabilidad de los productos 40 mientras están en contacto con las zapatas 62 y los insertos 168 por lo tanto reduciendo la variabilidad en el grosor de las rodajas 142 y facilitando la uniformidad de los productos producidos de las rodajas 142, por ejemplo, láminas de patata fritas y al horno que puede tener regiones sobrecocinadas y/o subcocinadas dentro de láminas individuales si las rodajas 142 no tienen un grosor suficientemente uniforme. El efecto de las trayectorias de flujo continuas formadas por los canales 74 y 172 alineados es especialmente beneficiosa bajo condiciones en las cuales se utiliza agua usada en la operación de corte en rodajas que contiene una cantidad significativa de sólidos de almidón como resultado de ser reciclados para conservar el agua y ayudar a un respeto medioambiental del proceso reduciendo la cantidad de agua de desecho producida. El contenido de sólidos de almidón puede ser un problema particular si se cortan en rodajas patatas u otro producto alimentario con almidón, llevando a un aumento de viscosidad del agua y una abrasión de las superficies de las zapatas 62 y de los insertos 168 de entrada.

Para lograr geometrías superficiales bien definidas de forma consistente y la alineación con los canales 72/172 formados en los insertos 68/168, los canales 74 alineados en forma de U representados en las figuras 6-10 son preferiblemente mecanizados en la superficie 65 interior de la zapata 62 aunque se pueden prever otras técnicas de fabricación. Las zapatas 62 representadas en la figura 6-10, tienen quince canales 74 en forma de U, trece de los cuales están alineados con trece canales 72/172 en forma de U o rectangulares de los insertos 68/168 de entrada para crear trece trayectorias de flujo continuas entre el soporte 66A de cuchilla inmediatamente anterior y la abertura 78/178 de entrada con la cuchilla 52 inmediatamente posterior. Los dos canales 74 alineados en exceso de las zapatas 62 están ubicados en extremos opuestos de la fila de canales 74 paralelos en cada zapata 62 y pueden entregar agua por encima y por debajo de los insertos 68/168 correspondientes.

De acuerdo con modos de realización adicionales de la invención, las geometrías superficiales de las zapatas y de los insertos de entrada instalados en un cabezal de corte pueden diferir de los mostrados en las figuras 6 a 10. Como ejemplo no limitativo, la figura 11A representa una zapata 262 en cuya superficie 265 interior se han formado y extendido veintidós canales 274 alineados en forma de U desde el borde 280 anterior al borde 282 posterior de la zapata 262. Cada canal 274 alineado puede alinearse con uno de un número igual de canales (por ejemplo 72 o 172) alineados de un inserto (por ejemplo 68 o 168) o más de un canal 274 se puede alinear con cada canal 72/172 de un inserto 68/168 para crear trayectorias de flujo continuas que se extienden desde el borde 280 delantero de la zapata 262 al borde 84/184 trasero del inserto 68/168 de entrada.

Las figuras 11B, 11C y 11D representan tres zapatas 362, 462 y 562 diferentes que no tienen canales alineados (tal y como se definieron en el presente documento, sino que en su lugar tienen trayectorias de flujo continuas aleatorias como resultado de la manera en las cuales se forman los canales en sus superficies 365, 465, y 565 interiores, respectivamente. En particular, la figura 11B representa la superficie 365 interior de la zapata 362 que ha sido limpiada por arena a presión para crear canales 374 interconectados aleatorios que se extienden desde el borde 380 anterior al borde 382 posterior de la zapata 362 la figura 11C representa la superficie 465 interior de la zapata 462 que ha sido lijada con un grano relativamente grueso (por ejemplo, CAMI 60) para crear canales 474 interconectados aleatorios que se extienden desde el borde 480 anterior al borde 482 posterior de la zapata 462, y la figura 11D representa la superficie 565 interior de la zapata 562 que ha sido lijada con un grano más fino (por ejemplo, CAMI 80) para crear canales 574 interconectados aleatorios que se extienden desde el borde 580 anterior al borde 582 posterior de la zapata 562. Los procesos de lijado utilizados para producir los canales 474 y 574 pueden tener como resultado que los canales 474 y 574 sean de alguna manera menos aleatorios que los canales 374 formados por limpieza por arena a presión, y hasta cierto punto alineados como se indica por las figuras 11C y 11D. En cada caso, los canales 374, 474 y 574 aleatorios deben ser lo suficientemente profundos e interconectarse para crear trayectorias de flujo continuas a través de sus respectivas superficies 365, 465 y 565. En investigaciones que condujeron a la presente invención, las zapatas 62 y 262 con canales 74 y 274 alineados mostraron ser más eficientes al reducir el hidroplaneo que las zapatas 362, 462 y 562 con canales 374, 474 y 574 aleatorios.

Las figuras 12A y 12B representan dos zapatas 662 y 762 diferentes que tienen canales 674 y 774 alineados (tal y como se define en el presente documento) que se extienden entre los respectivos bordes 680 o 780 anteriores y los bordes 682 o 782 posteriores de las zapatas 662 y 762, pero que están fabricados para tener superficie 676 y 776 entre los canales 674 y 774 que difieren de las superficies 76 representadas en las figuras 6-10. En particular, aunque los canales 674 y 774 tienen formas en sección trasversal en forma de U, la superficie 676 y 776 entre los mismos no son colineales cuando se ven en sección trasversal a lo largo de una sección paralela al eje del cabezal 50 de corte, como es evidente a partir de las geometrías superficiales (perfiles) mostrados en las figuras 12A y 12B. Las geometrías superficiales representadas en las figuras 12A y 12B se pueden crear mecanizando zapatas 662 y 762 cuyas superficies 665 y 765 interiores tienen una forma de onda en forma de V o corrugada. La figura 12A representa el canal 674 que ha sido mecanizado en los valles de una zapata 662 cuya superficie 665 interior tiene una forma corrugada o sinusoidal caracterizada por picos y valles redondeados cuando se ve desde el borde, de tal manera que las superficies 676 entre canales 674 se definen por picos redondeados. La figura 12B representa los canales 774 estando mecanizados en los valles de una zapata 762 cuya superficie 765 interior está definida por picos y valles afilados, de tal manera que las superficies 776 entre los canales 774 se definen por picos afilados. Las cuchillas que tienen estas formas de onda periódicas (menos los canales 674 y 774) son conocidas en la técnica para producir productos cortados a menudo referidos como rodajas en forma de V y rodajas onduladas.

Aunque la invención ha sido descrita en términos de modos de realización específicos, es evidente que se podrían adoptar otras formas por un experto en la técnica. Por ejemplo, zapatas e insertos de entrada adecuados para su uso con la misma podrían diferir en la apariencia y construcción de los modos de realización mostrados en las figuras, los cabezales de corte y los propulsores y las funciones de sus componentes podrían realizarse mediante componentes de diferente constitución pero con función similar (aunque no necesariamente equivalente) y se podrían utilizar varios materiales y procesos para fabricar las zapatas y los insertos de entrada. Por lo tanto, el alcance de la invención se va a limitar únicamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para cortar en rodajas productos, el aparato que comprende un cabezal (50, 150) de corte en forma anular que comprende:

un eje que define una dirección axial;

conjuntos de cuchilla ubicados en una circunferencia del cabezal (50, 150) de corte, comprendiendo cada conjunto de cuchilla una cuchilla (52) plana y medios (66) para fijar la cuchilla (52) al cabezal (50, 150) de corte, extendiéndose cada una de las cuchillas (52) radialmente hacia dentro y en una primera dirección circunferencial del cabezal (50, 150) de corte para definir una abertura (78) de entrada y producir rodajas (142) de producto con cortes paralelos y un grosor uniforme; y

superficies interiores arqueadas cada una ubicada en la primera dirección circunferencial con respecto a uno correspondiente de los conjuntos de cuchilla de tal manera que cada una de las superficies interiores define un borde (84, 184) posterior que conduce uno de los conjuntos de cuchilla y define con el mismo la abertura (78) de entrada con la cuchilla (52) que sigue de la superficie interior, y de tal manera que cada una de las superficies interiores define un borde (80) anterior que sigue de uno diferente de los conjuntos de cuchilla, teniendo cada una de las superficies interiores una pluralidad de trayectorias (72, 74, 172, 274, 374, 474, 574, 674, 774) de flujo continuas definidas en las mismas que se extienden a través de al menos la mayoría de la superficie interior adyacentes a un borde (80) anterior de la misma y que continúan a través del borde (84, 184) posterior de la misma y que están conectadas de forma fluida a una de las aberturas (78) de entrada entre la superficie interior y la cuchilla (52) que sigue la superficie interior;

en donde cada una de las trayectorias (72, 74, 172, 274, 374, 474, 574, 674, 774) de flujo continuas de cada una de las superficies internas comprende primeros y segundos canales (74, 274, 674, 774; 72, 172) rebajados en, respectivamente, un miembro (62, 262, 362, 462, 562, 662, 762) de zapata que define el borde (80) anterior de la superficie interior y un miembro (68, 168) de entrada que define el borde (84, 184) posterior de la superficie interior, estando cada uno de los segundos canales (72, 172) alineado de forma individual con uno correspondiente de los primeros canales (74, 274, 674, 774),

caracterizado por que los primeros canales (74, 274, 674, 774) tienen áreas en sección trasversal más pequeñas y/o formas en sección trasversal diferentes que los segundos canales (72, 172) alineados con los primeros canales (74, 274, 674, 774).

2. El aparato de la reivindicación 1, en donde las trayectorias (72, 74, 172, 274, 374, 474, 574, 674, 774) de flujo continuas se extienden completamente a través de las superficies interiores que comienzan en los bordes (80) anteriores de las mismas y que continúan a través de los bordes (84, 184) posteriores de las mismas.

3. El aparato de la reivindicación 1, en donde las trayectorias (72, 74, 172, 274, 674, 774) de flujo continuas de cada una de las superficies interiores son paralelas entre sí.

4. El aparato de la reivindicación 1, en donde los primeros canales (74, 274) están separados por superficies entre los mismos que son colineales entre sí en la dirección axial del cabezal (50, 150) de corte o en donde los primeros canales (674) están separados por superficies entre los mismos que son definidas por picos redondeados, o en donde los primeros canales (774) están separados por superficies entre los mismos que son definidas por picos afilados.

5. El aparato de la reivindicación 1, en donde los primeros canales (74, 274, 674, 774) tienen formas en sección trasversal en forma de U.

6. El aparato de la reivindicación 1, en donde los segundos canales (72, 172) tienen formas en sección trasversal en forma de U.

7. El aparato de la reivindicación 1, en donde los miembros (68, 168) de entrada comprenden nervaduras (70) que definen bordes elevados que separan los segundos canales (72), de forma opcional en donde los segundos canales (74, 274) están separados por superficies (76, 276) entre los mismos que son colineales entre sí en la dirección axial del cabezal (50, 150) de corte.

8. El aparato de la reivindicación 1, en donde las áreas en sección trasversal de los primeros canales (74, 274, 674, 774) son más pequeñas que los segundos canales (72, 172) alineados con los primeros canales (74, 274, 674, 774).

9. El aparato de la reivindicación 1, comprendiendo además el aparato un propulsor (14) montado coaxialmente dentro del cabezal (50, 150) de corte para la rotación alrededor de un eje del cabezal (50, 150) de corte en una dirección opuesta a la primera dirección circunferencial del cabezal (50, 150) de corte, comprendiendo el propulsor (14) una o más palas (28) separadas circunferencialmente a lo largo de un perímetro del mismo para entregar productos radialmente hacia afuera hacia el cabezal (50, 150) de corte.

10. Un método de uso del aparato de la reivindicación 9, comprendiendo el método: rotar el propulsor (14);

suministrar un fluido de lubricación al propulsor (14);

suministrar productos (40) al propulsor (14) que son entregados radialmente hacia afuera hacia el cabezal (50, 150) de corte; y

cortar en rodajas los productos (40) con las cuchillas (52) del cabezal (50, 150) de corte para producir rodajas (142) de producto con cortes paralelos y un grosor uniforme.

11. El método de la reivindicación 10, en donde el fluido de lubricación es agua que es reciclada través del cabezal (50, 150) de corte, de forma opcional, en donde los productos (40) son productos (40) alimenticios y el agua contiene sólidos de almidón.