用于切割螺旋形的有紋理的土豆片的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置制造方法
【專利摘要】一種旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，用于將蔬菜產(chǎn)品例如生土豆切割成螺旋形。刀固定裝置包括環(huán)形刀片保持器，該刀片保持器在液壓產(chǎn)品流動通路內(nèi)被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。刀片保持器包括至少一個(gè)切割刀片，其中，該刀片從大致縱向?qū)R的中心軸線沿相反周向方向向外扭轉(zhuǎn)，具有以合適節(jié)距角度設(shè)置的尖銳前邊緣。通過相對于刀片的轉(zhuǎn)速和土豆沿液壓流動通路運(yùn)行的速度來控制刀片的節(jié)距角度，選擇所形成的螺旋形切割形狀。通過使用在已知軸向間隔開的位置處的多個(gè)切割刀片和選擇連續(xù)的各切割刀片的角度位置，也選擇從各土豆切割的螺旋形形狀的數(shù)目。刀片能夠有無紋理的直線形切割刃或者有紋理的切割刃，或者它們的組合。
【專利說明】用于切割螺旋形的有紋理的土豆片的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及用于將食品(例如蔬菜產(chǎn)品，特別是例如生土豆等)切割成螺旋形或回旋形片的裝置和方法，這些螺旋形或回旋形片的切割表面可以通過刀片的設(shè)計(jì)而有圖形，例如以便產(chǎn)生有紋理的“褶皺切割”螺旋形或回旋形片。
【背景技術(shù)】
[0002]生產(chǎn)切割系統(tǒng)和相關(guān)刀固定裝置用于將蔬菜產(chǎn)品(例如，生土豆)切割成螺旋形或回旋形片，準(zhǔn)備進(jìn)一步進(jìn)行生產(chǎn)處理步驟，例如熱燙和油炸。在該方面，一種典型的生產(chǎn)系統(tǒng)包括液壓切割系統(tǒng)，其中，所謂的水刀固定裝置沿著細(xì)長管形導(dǎo)管的長度安裝。泵送裝置用于將蔬菜產(chǎn)品(例如生土豆帶)至推進(jìn)一水槽內(nèi)，用于與水刀固定裝置的刀片進(jìn)行切割接合。蔬菜產(chǎn)品以一定速度和足夠動能每次成單列地連續(xù)泵送到水導(dǎo)管中并通過該水導(dǎo)管，以便運(yùn)送蔬菜產(chǎn)品通過相對復(fù)雜的刀固定裝置，該刀固定裝置包括至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)切刀，用于將產(chǎn)品切成多個(gè)大致螺旋形或回旋形的更小片。然后，切片被進(jìn)一步運(yùn)送通過排出導(dǎo)管，用于進(jìn)行隨后處理，包括烹調(diào)或熱燙、油炸、冷凍以及包裝步驟，以便隨后的最終處理，并作為炸圈、炸卷、炸花等而向顧客提供。
[0003]在美國專利5168784、5179881、5277546、5343791、5394780、5394793、5473967、5992287和Re.38149中公開了這種液壓切割系統(tǒng)和相關(guān)旋轉(zhuǎn)刀固定裝置的實(shí)例，所有這些文獻(xiàn)都被本文參引。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)給系統(tǒng)可以用于代替液壓進(jìn)給系統(tǒng)，如在美國專利5097735、5167177、5167178 ;和5293803中所述，這些文獻(xiàn)也被本文參引。
[0004]本發(fā)明針對一種用于將生蔬菜產(chǎn)品例如土豆切割成螺旋形或回旋形片的改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置和相關(guān)切割刀片，它們可以有或沒有具有紋理的切割表面，例如褶皺、波紋或其它設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)刀固定裝置用于將蔬菜產(chǎn)品例如生土豆切割成螺旋形。刀固定裝置包括圓形或環(huán)形刀片保持器，該刀片保持器用于在液壓產(chǎn)品流動通路內(nèi)以選定轉(zhuǎn)速被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。刀片保持器承載與其一起旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)切割刀片，其中，該刀片從大致縱向?qū)R的中心軸線沿相反徑向方向向外扭轉(zhuǎn)，具有以合適的節(jié)距角度(pitch angle)設(shè)置的尖銳前邊緣。通過相對于刀片的轉(zhuǎn)速和土豆沿液壓流動通路運(yùn)行的速度來控制刀片的節(jié)距，選擇所形成的螺旋形切割形狀。通過使用在已知軸向間隔開的位置處的多個(gè)切割刀片和選擇連續(xù)的各切割刀片的角度位置，也選擇從各土豆切割的螺旋形形狀的數(shù)目。
[0006]在一種優(yōu)選形式中，旋轉(zhuǎn)刀固定裝置的環(huán)形刀片保持器在蔬菜產(chǎn)品流動通路中被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，例如沿具有生蔬菜的液壓流動導(dǎo)管，該生蔬菜例如成單列通過的土豆。刀片保持器支承至少一個(gè)切割刀片，該切割刀片從大致縱向?qū)R的中心軸線沿相反徑向方向向外扭轉(zhuǎn)，并限定了沿相反周向方向存在的一對尖銳切割刃。每一半切割刀片設(shè)置在選定的節(jié)距角度處，該節(jié)距角度根據(jù)具體徑向位置而變化，公式為:
[0007](I)節(jié)距角度=ArcTan (2 X π X半徑)/節(jié)距長度
[0008]當(dāng)?shù)镀睆降扔?英寸(半徑=2英寸)，且節(jié)距長度等于3英寸時(shí)，各切割刀片在它的外邊緣處以大約76.6°的角度錨固在相關(guān)環(huán)形刀片保持器上。不過，應(yīng)當(dāng)知道，具體節(jié)距角度將根據(jù)沿刀片的徑向位置和節(jié)距長度而變化。
[0009]在使用中，在優(yōu)選形式中，單個(gè)切割刀片以大約6000轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)的轉(zhuǎn)速被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，以便將以大約25英尺每秒(fps)的速度沿液壓流動導(dǎo)管運(yùn)行的各土豆切割成一對大致螺旋形的片。當(dāng)土豆在切割刀片每轉(zhuǎn)一圈中運(yùn)行大約3英寸的節(jié)距長度時(shí)，這導(dǎo)致各土豆的基本最佳切割。在一個(gè)實(shí)施例中，切割刀片以從大約4000rpm至8000rpm的任意轉(zhuǎn)速被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在一個(gè)實(shí)施例中，切割刀片以大約4000rpm、大約5000rpm、大約6000rpm、大約7000rpm、或者大約8000rpm或者大于8000rpm的轉(zhuǎn)速被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0010]當(dāng)使用多個(gè)切割刀片時(shí)，各切割刀片可以被物理地支承在環(huán)形刀片保持器的堆垛中，該環(huán)形刀片保持器具有例如大約0.5英寸(每刀片保持器)的已知軸向尺寸，且多個(gè)刀片保持器固定以便一起旋轉(zhuǎn)。通過這種結(jié)構(gòu)，使得各連續(xù)的被支承的切割刀片分開的角度Θ由以下公式給出:
[0011](2) O = T/P(各刀片保持器的軸向長度/節(jié)距長度)X360° +360° /N(切片數(shù)目)。
[0012]遵循該公式，當(dāng)使用兩個(gè)切割刀片(N)(各切割刀片由0.5英寸厚的環(huán)形刀片保持器(T)承載，且節(jié)距長度(P)為3英寸)時(shí)，從各產(chǎn)品上切割總共四個(gè)螺旋形片，且第二切割刀片旋轉(zhuǎn)地設(shè)置成滯后于第一切割刀片150°。類似地，當(dāng)使用三個(gè)切割刀片時(shí)，各產(chǎn)品切割成總共六個(gè)螺旋形片，且第二切割刀片定向成滯后于第一切割刀片120°，第三切割刀片定向成滯后于第二切割刀片另外的120°，或者總共滯后于第一刀片大約240°。當(dāng)使用四個(gè)切割刀片時(shí)，各產(chǎn)品切割成總共8個(gè)螺旋形片，且四個(gè)切割刀片定向成分別滯后于直接在前面的刀片大約105°。
[0013]因此，本發(fā)明包括多個(gè)刀片的設(shè)置，以便每個(gè)產(chǎn)品產(chǎn)生2、4、6、8或更多螺旋形片。除了每個(gè)產(chǎn)品切割偶數(shù)的螺旋形片，本發(fā)明也包括每個(gè)產(chǎn)品產(chǎn)生3、5、7、9或更多螺旋形片的刀片設(shè)置。這種螺旋形片的實(shí)例在D640036中表示，該文獻(xiàn)被本文參引。
[0014]本發(fā)明的另一方面是設(shè)計(jì)成具有有紋理或“褶皺”表面刀刃的切割刀片，這樣，當(dāng)它切割產(chǎn)品時(shí)，暴露的切割表面有類似的紋理或褶皺。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，能夠使用本發(fā)明的刀片和切割系統(tǒng)產(chǎn)生產(chǎn)品的褶皺切割的螺旋形片。
[0015]在本發(fā)明切割系統(tǒng)中的切割刀片和切割刀片數(shù)目的任意實(shí)施例或變化中，能夠每個(gè)產(chǎn)品獲得任意數(shù)目的螺旋形片。也就是，可以從各產(chǎn)品切割2、3、4、5、6、7、8、9或10或超過10個(gè)螺旋形片。在另一實(shí)施例中，任意數(shù)目或全部切割刀片可以有紋理或褶皺，以便在螺旋形片上產(chǎn)生有紋理或褶皺的切割表面。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)在切割系統(tǒng)中的每一個(gè)切割刀片都有褶皺表面刀刃時(shí)，從一個(gè)產(chǎn)品切割的每一個(gè)螺旋形片都可以包含至少一個(gè)褶皺-有紋理的切割表面。不過，在另一實(shí)施例中，并不是在切割系統(tǒng)中的每一個(gè)切割刀片都為波紋形、有紋理或褶皺的刀刃。因此，在這種情況下，單個(gè)產(chǎn)品可以被切割而產(chǎn)生平滑表面的螺旋形片以及褶皺切割的螺旋形片。
[0016]產(chǎn)品的意思是任意蔬菜、水果或木頭?？梢郧谐?、3、4、5、6、7、8、9或10或超過10個(gè)螺旋形片(該螺旋形片可有平滑或有紋理/褶皺的表面)的蔬菜包括但不局限于任何塊莖蔬菜、甜菜、蕪菁、蘿卜、韭菜或者任意根蔬菜。在一個(gè)實(shí)施例中，塊莖是土豆、甘薯、胡蘿卜、木薯、甘藍(lán)或山藥?？梢郧谐?、3、4、5、6、7、8、9或10或超過10個(gè)螺旋形片(該螺旋形片有平滑或有紋理/褶皺的表面)的水果包括但不局限于蘋果、倭瓜、柿子椒、南瓜、夏南瓜、黃瓜、芒果和車前草。當(dāng)蔬菜或水果根據(jù)這里所述的方法進(jìn)行處理和切割時(shí)，它不必是整個(gè)的。也就是，蔬菜的大塊或切塊可以泵送至切割系統(tǒng)中，且這些大塊或塊隨后由切割刀片切割，以便產(chǎn)生螺旋形片或螺旋形片段。
[0017]本發(fā)明特別包含一種新穎的螺旋形切割的炸薯?xiàng)l，其可以有光滑或褶皺的表面。例如，見圖9中所示的螺旋形土豆片。這種螺旋形切割的土豆楔形物是新的線形可食用產(chǎn)品，并能夠根據(jù)本發(fā)明制成不同的尺寸或有紋理的或光滑的表面。因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是包含多個(gè)螺旋形切割的土豆片或楔形物的包裝件，其中，基本所有的螺旋形切片或楔形物有大約彼此相同或類似的尺寸。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，包裝件包含多個(gè)螺旋形切割的土豆片或楔形物，其中，多個(gè)螺旋形切片或楔形物有大約彼此相同或類似的尺寸?！鞍b件”可以是用于保持切片的一種包，或者是開口的保持器，例如用于保持快餐炸薯?xiàng)l，或者是任意這樣的容納結(jié)構(gòu)或容器。在任意實(shí)施例中，在包裝件中的一個(gè)或多個(gè)或全部的螺旋形切割的土豆片或楔形物可具有褶皺切割的表面。在另一實(shí)施例中，在包裝件中的螺旋形切割的土豆片或楔形物可以是生的，或者可以是烹調(diào)的，例如油炸、烘烤或者爐焙烤。因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是生的螺旋形切割的土豆片的集合、油炸的螺旋形切割的土豆片的集合、或者爐焙烤的螺旋形切割的土豆片的集合、或者烘烤的螺旋形切割的土豆片的集合，其中，這些片具有平滑表面或具有褶皺切割表面。“平滑”表面的意思是螺旋形切割產(chǎn)品是通過具有扁平、無紋理的表面和刀刃的切割刀片來切割的。“褶皺切割”的意思是螺旋形切割產(chǎn)品是使用有褶皺或波紋形表面和刀刃的切割刀片來切割的，例如如圖10中所示。在另一實(shí)施例中，螺旋形切割的土豆楔形物可以進(jìn)一步處理或調(diào)味，例如產(chǎn)生涂有面糊或啤酒面糊的螺旋形切割的油炸或爐焙烤的土豆楔形物。
[0018]木頭片也可以切成2、3、4、5、6、7、8、9或10或超過10個(gè)螺旋形片，該螺旋形片有
平滑或有紋理/褶皺的表面。例如，軟木可以根據(jù)本發(fā)明來切割。軟木的實(shí)例包括但不局限于松、紅木、冷杉、雪松和落葉松。其它材料也可以根據(jù)本發(fā)明來切割，例如聚苯乙烯、泡沫塑料、固體紙漿材料和塑料。
[0019]通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，將更清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖通過實(shí)例表示了本發(fā)明的原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖表示了本發(fā)明。在附圖中:
[0021]圖1是表示使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的刀固定裝置的類型的液壓切割系統(tǒng)的不意圖；
[0022]圖2是表示用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動圖1的刀固定裝置的驅(qū)動馬達(dá)和齒槽皮帶的放大透視圖；
[0023]圖3是表示將刀固定裝置可旋轉(zhuǎn)地安裝在旋轉(zhuǎn)支承單元中的分解透視圖；
[0024]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選形式的、由環(huán)形刀片保持器承載的一個(gè)切割刀片的正視透視圖；
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明的可選優(yōu)選形式的、由相應(yīng)一對刀片保持器分別承載的一對切割刀片的正視透視圖；
[0026]圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一可選優(yōu)選形式的刀固定裝置的正視透視圖，該刀固定裝置包括由三個(gè)刀片保持器分別支承的三個(gè)切割刀片；
[0027]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一可選優(yōu)選形式的、由四個(gè)刀片保持器分別承載的四個(gè)切割刀片的正視透視圖；
[0028]圖8是類似于圖7的視圖，但是表示四個(gè)波紋形或褶皺的切割刀片；
[0029]圖9是表示通過圖8中所示的褶皺切割刀片切割的螺旋形片或楔形物的視圖；以及
[0030]圖10是示例切割刀片的視圖，該切割刀片設(shè)計(jì)成具有有紋理或波紋形或褶皺的表面和刀刃，以便產(chǎn)生具有類似紋理、波紋形或褶皺的切割表面的螺旋形片。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明總體涉及用于將食品(例如蔬菜產(chǎn)品，特別是例如生土豆等)切割成螺旋形或回旋形片的裝置和方法，這些螺旋形或回旋形片的切割表面可以通過刀片的設(shè)計(jì)而有圖形，例如以便產(chǎn)生“褶皺切害iJ”的螺旋形或回旋形片。
[0032]更特別是，本發(fā)明涉及一種可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的刀固定裝置，該刀固定裝置有選定數(shù)目的刀片，用于將生土豆等切割成大致螺旋形片。
[0033]如在示例圖中所示，液壓切割系統(tǒng)包括傳統(tǒng)的所謂的水刀固定裝置，該水刀固定裝置在圖1中整體由參考標(biāo)記10表示，用于將蔬菜產(chǎn)品(例如整個(gè)土豆12)切割成螺旋形片14，以便于隨后的處理。本發(fā)明包括可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的刀固定裝置10 (圖2-7)，用于安裝到切割系統(tǒng)中，并用于由驅(qū)動馬達(dá)11等旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。刀固定裝置10包括至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的切割刀片16(圖2-4)，用于將產(chǎn)品切割成一對具有相同或類似尺寸和形狀的大致螺旋形片14。在可選實(shí)施例中，單個(gè)切割刀片16能夠與第二切割刀片17(圖5)組合，以便將產(chǎn)品切割成四個(gè)螺旋形片；能夠與第三切割刀片18(圖6)組合，以便將產(chǎn)品切割成6個(gè)螺旋形片，或者與第四切割刀片19(圖7)組合，以便將產(chǎn)品切割成8個(gè)螺旋形片。實(shí)際上，任意數(shù)目的切割刀片能夠用于將產(chǎn)品細(xì)分成兩倍數(shù)目的、基本類似尺寸和形狀的螺旋形片。
[0034]圖1表示了呈液壓切割系統(tǒng)形式的切割系統(tǒng)，所述切割系統(tǒng)包括容器78或類似物，用于接收蔬菜產(chǎn)品的供應(yīng)，例如所示的去皮或未去皮的整個(gè)生土豆12。也可選擇，這些土豆12可以包括整個(gè)土豆的半塊或多片(去皮或未去皮)。在一個(gè)優(yōu)選形式中，這些土豆12包括縱向長度為大約3英寸的相對較小土豆或土豆塊。不過應(yīng)當(dāng)知道,實(shí)際的土豆尺寸并不重要，只要土豆具有適合穿過刀固定裝置的直徑尺寸即可。
[0035]如圖1中所示，土豆12通過進(jìn)口導(dǎo)管30而輸送給泵32，該泵32將在推動水流或水槽中成單列關(guān)系的土豆通過管形輸送導(dǎo)管34而推動成與水刀固定裝置10的刀片(圖1中未示出)進(jìn)行切割接合。在典型的液壓切割系統(tǒng)中，土豆以大約25英尺每秒(fps)或大約1500英尺每分鐘(fpm)的相對較高速度被推動通過輸送導(dǎo)管34，以便提供足夠動能，通過該動能，各土豆被推動通過刀固定裝置10，以便產(chǎn)生(如這里更詳細(xì)所述，每個(gè)刀片節(jié)距角度)合適的細(xì)長螺旋形切片14。在該方面，輸送導(dǎo)管34可以包括定心對齊裝置(未示出)，用于以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式來將各土豆12基本定心在穿過相關(guān)刀固定裝置10延伸的流動通道的縱向中心線上。切條14運(yùn)行通過較短排出導(dǎo)管36至傳送器38等，該傳送器38運(yùn)輸切條14用于進(jìn)一步處理，例如熱燙、干燥、奶油面糊涂層、油炸、冷凍等。
[0036]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，可以使用替代形式的切割系統(tǒng)，例如，該切割系統(tǒng)包括機(jī)械切割系統(tǒng)，其中，通過斜槽或者料斗等將蔬菜產(chǎn)品例如土豆機(jī)械輸送至刀固定裝置10。在任何情況下，刀固定裝置10都沿著生產(chǎn)通路安裝，并被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，用于與引入的產(chǎn)品接合和將其切割成合適的螺旋形片。
[0037]圖2-3示出了將示例刀固定裝置10安裝至旋轉(zhuǎn)支承單元20中并在與蔬菜例如土豆12的生產(chǎn)通路成一直線的位置處(圖1)。在該方面，示例刀固定裝置10包括大致環(huán)形的刀片保持器22，該刀片保持器22為大致環(huán)形或圓形形狀，且其截面面積足夠提供相對剛性或堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠在長時(shí)期內(nèi)承受嚴(yán)苛的生產(chǎn)環(huán)境。該刀片保持器22通過夾持螺釘23或類似物而固定在下游或下部的環(huán)形環(huán)21或類似物上，該環(huán)形環(huán)21再用于通過螺釘25’或類似物而固定在可旋轉(zhuǎn)支承組件25的下端或下游端上。
[0038]如圖3中所示,支承組件25可旋轉(zhuǎn)地承載在襯套26中，該襯套26通過螺釘26’或類似物而安裝在擴(kuò)大板27的上游側(cè)或上側(cè)，該擴(kuò)大板27有形成于其中的開口 13，用于沿生產(chǎn)流動通路成直線安裝。凸緣板28覆蓋在該支承組件25上面，用于對著襯套26內(nèi)的內(nèi)部凸肩29夾住組件25。從動環(huán)30再通過螺釘30’而安裝在支承組件25上，用于與其一起旋轉(zhuǎn)。
[0039]旋轉(zhuǎn)支承單元20的從動環(huán)30包括周向組的棘爪41，用于與齒槽式驅(qū)動皮帶43的齒42對齊(圖2)。該驅(qū)動皮帶43再環(huán)繞驅(qū)動馬達(dá)11的輸出軸45上的驅(qū)動齒輪44穿過(圖2)。因此，驅(qū)動馬達(dá)11以已知速度確實(shí)地驅(qū)動從動環(huán)30和固定于其上的相連的支承組件25，在所示液壓切割系統(tǒng)的情況下優(yōu)選是大約6000rpm，用于在相同轉(zhuǎn)速下相應(yīng)地可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動刀固定裝置10。重要的是，齒槽式驅(qū)動皮帶43有利地保證刀固定裝置10的恒定速度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，盡管水推動的土豆周期性地與該刀固定裝置10進(jìn)行沖擊接合。
[0040]在如圖2-4中所示的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，單個(gè)切割刀片16用于將各個(gè)進(jìn)入的蔬菜產(chǎn)品(例如土豆12)切割成兩個(gè)分開的、具有類似形狀和尺寸的大致螺旋形片14(圖1)。所示的切割刀片16具有沿其一側(cè)的尖銳切割刃16’。因?yàn)榍懈畹镀?6大致在徑向中心處或液壓流動通路的縱向中心線或軸線處扭轉(zhuǎn)，因此兩個(gè)切割刃16’沿相反方向和沿相反的面對周向方向沿徑向向外延伸。一對夾持螺釘31或類似物通過切割刀片16的相應(yīng)的相對端來固定，以便將切割刀片設(shè)置在以合適節(jié)距角度形成的較淺凹口內(nèi)。
[0041]更具體地說，切割刀片16在沿其徑向長度的各特定點(diǎn)處的特定節(jié)距角度由以下公式給出:
[0042](I)節(jié)距角度=ArcTan (2 X π X半徑)/節(jié)距長度
[0043]對于2英寸的總刀片半徑和大約3英寸的節(jié)距長度，夾持螺釘31以與軸向刀片中心線成大約76.6°節(jié)距角度來固定各切割刀片16或17的最外側(cè)徑向端部。不過應(yīng)當(dāng)知道，特定節(jié)距角度與沿刀片的徑向點(diǎn)成正比，因此節(jié)距角度從徑向中心增加。該節(jié)距角度確定了切割產(chǎn)品的螺旋形形狀。
[0044]當(dāng)希望由各土豆12獲得更多螺旋形片14時(shí)，使用更多切割刀片，已經(jīng)認(rèn)識到各切割刀片將進(jìn)入的產(chǎn)品切割成兩片，因此與使用的切割刀片的數(shù)目相比產(chǎn)生兩倍數(shù)目的螺旋形片。重要的是，切割刀片以控制的角度連續(xù)布置，以便獲得類似或?qū)嶋H上相同的切割螺旋形片。
[0045]更特別是，在如圖5中所示的一個(gè)優(yōu)選形式中，兩個(gè)切割刀片16和17由單獨(dú)的刀片保持器22和22’支承，該刀片保持器22和22’通過細(xì)長螺釘23而在相關(guān)的環(huán)形環(huán)21上堆垛。也就是，對齊的螺釘孔形成于第二刀片保持器22’中并在合適位置處，用于接收細(xì)長螺釘23，該細(xì)長螺釘23用于將驅(qū)動環(huán)22、22’和底部的環(huán)形環(huán)21固定在一起，用于同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
[0046]兩個(gè)切割刀片16和17大致彼此相同，以便包括大致在其縱向中心軸線上的扭轉(zhuǎn)形狀，且沿相反方向沿徑向向外延伸，用于通過夾持螺釘31或類似物而設(shè)置接合在選定節(jié)距角度。使用上述公式(I)來用于各刀片16或17沿它的徑向長度的特定節(jié)距角度，且總刀片半徑為2英寸，節(jié)距長度為3英寸。夾持螺釘31以大約76.6°的節(jié)距角度來固定各切害1J刀片16或17的最外側(cè)徑向端部。
[0047]另外，當(dāng)兩個(gè)切割刀片16和17以大約6000轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)來旋轉(zhuǎn)，以便使得要切割的各產(chǎn)品沿液壓流動通路以大約25英尺每秒(fps)的速度前進(jìn)時(shí)，兩個(gè)切割刀片16和17都將進(jìn)入的產(chǎn)品切割成兩片，因此總共四片類似或相同形狀的螺旋形片14。在節(jié)距長度為大約3英寸(對于切割刀片每圈的土豆行程)以及各刀片保持器22、22’有大約0.5英寸的軸向尺寸的情況下，分離被支承的各切割刀片的角度?由以下公式給出:
[0048](2) Θ = T/P(各刀片保持器的軸向長度/節(jié)距長度)X360。+360° /N(切片數(shù)目)
[0049]在兩個(gè)切割刀片16、17用于將進(jìn)入的各產(chǎn)品切成四個(gè)大致相同螺旋形片的情況下，角度
[0050]O = 150° 。
[0051]圖6和7表示了本發(fā)明的兩個(gè)示例的可選優(yōu)選形式，其中，三個(gè)切割刀片16、17和18分別由三個(gè)環(huán)形刀片保持器22、22’和22"的堆垛來支承，用于將進(jìn)入的各產(chǎn)品切成總共六個(gè)螺旋形片(圖6)，還有，四個(gè)切割刀片16、17、18和19分別由四個(gè)環(huán)形刀片保持器22、22’、22"和22"’的堆垛來支承(圖7)，用于將進(jìn)入的各產(chǎn)品切成總共八個(gè)螺旋形片。在圖6和7的實(shí)例中，遵循公式(2)來確定連續(xù)的各切割刀片的角度設(shè)置，以便形成具有相同或類似形狀的多個(gè)螺旋形片。在圖6中，切割刀片以大約120°的連續(xù)角度設(shè)置，以便切割產(chǎn)品，參考美國專利D640036，該文獻(xiàn)被本文參引，而在圖7中，切割刀片以大約105°的連續(xù)角度設(shè)置。在各個(gè)情況下，夾持螺釘31用于將各切割刀片以選定節(jié)距角度設(shè)置在形成于相關(guān)的刀片保持器中的凹口內(nèi)。類似地，螺釘23或類似物穿過形成于堆垛的刀片保持器中的對齊的口來裝配和固定，用于將它們固定在一起，以便與支承組件25 —起旋轉(zhuǎn)。
[0052]當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，實(shí)際上能夠使用任意數(shù)目的切割刀片，其中，公式(2)確定連續(xù)的多個(gè)切割刀片的角度間隔。例如，當(dāng)使用5個(gè)切割刀片時(shí)，形成總共10個(gè)螺旋形片；遵循公式(2)，連續(xù)切割刀片的角度間隔應(yīng)當(dāng)為大約96°。類似地，當(dāng)使用6個(gè)切割刀片時(shí)，形成總共12個(gè)螺旋形片；遵循公式(2)，連續(xù)切割刀片的角度間隔應(yīng)當(dāng)為大約90°。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，當(dāng)使用三個(gè)或更多切割刀片時(shí)，公式(2)確定了一組的刀片的角度間隔，但是各刀片只需要設(shè)置在一個(gè)角度位置；也就是，刀片不需要以規(guī)則滯后的間隔設(shè)置，只要在該組中的一個(gè)刀片設(shè)置在各角度位置處即可。[0053]也可選擇，應(yīng)當(dāng)知道，能夠使用其它形式的刀片保持器和相關(guān)的相互連接裝置，例如形成臺階，該臺階包括在各刀片保持器中的相互接合的凸片和狹槽，以便保證切割刀片的合適角度位置和它們的同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
[0054]在可選的優(yōu)選形式中，本發(fā)明包含新穎的螺旋形切割的炸薯?xiàng)l，其可以有波紋形或褶皺表面。例如，見圖9中所示的螺旋形土豆片14’。這種螺旋形切割的土豆楔形物是新的線形可食用產(chǎn)品，并能夠根據(jù)本發(fā)明制成不同的尺寸或紋理表面。因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是包含多個(gè)螺旋形切割的土豆片或楔形物14’的包裝件，其中，基本所有的螺旋形切片或楔形物有大約彼此相同或類似的尺寸。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，包裝件包含多個(gè)螺旋形切割的土豆片或楔形物14’，其中，多個(gè)螺旋形切片或楔形物有大約彼此相同或類似的尺寸?！鞍b件”可以是用于保持切片的一種包，或者是開口的保持器，例如用于保持快餐炸薯?xiàng)l，或者是任意這樣的容納結(jié)構(gòu)或容器。在任意實(shí)施例中，在包裝件中的一個(gè)或多個(gè)或全部的螺旋形切割的土豆片或楔形物具有褶皺切割表面。在另一實(shí)施例中，在包裝件中的螺旋形切割的土豆片或楔形物可以是生的，或者可以是烹調(diào)的，例如油炸、烘烤或者爐焙烤。
[0055]因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是生的螺旋形切割的土豆片的集合、油炸的螺旋形切割的土豆片的集合、或者爐焙烤的螺旋形切割的土豆片的集合、或者烘烤的螺旋形切割的土豆片的集合，其中，這些片具有平滑表面或具有褶皺切割表面。“平滑”表面的意思是螺旋形切割的產(chǎn)品是通過具有扁平、無紋理的表面和刀刃的切割刀片16、17、18或19來切割的，如圖4-7中所示?！榜薨櫱懈睢钡囊馑际锹菪吻懈畹漠a(chǎn)品是使用變化的刀固定裝置11’來切割的，該刀固定裝置11’具有切割刀片16"、17"、18〃或19"，該切割刀片16"、17"、18〃或19〃有褶皺或波紋形表面和刀刃16〃'、17〃'、18〃'或19〃'，例如圖8中所示的刀固定裝置。在又一實(shí)施例中，螺旋形切割的土豆楔形物可以進(jìn)一步處理或調(diào)味，例如產(chǎn)生涂有面糊或啤酒面糊的螺旋形切割油炸或爐焙烤土豆楔形物。
[0056]當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)知道，圖8中所示的變化的刀固定裝置11’能夠裝備有一個(gè)或多個(gè)波紋形或褶皺切割結(jié)構(gòu)的切刀，如圖4-7中所示的任意一個(gè)刀片實(shí)施例。實(shí)際上，當(dāng)希望有超過8個(gè)螺旋形切割的楔形物時(shí)，能夠使用超過四個(gè)這樣的刀片。還應(yīng)當(dāng)知道，不同尺寸的波紋形或褶皺切割結(jié)構(gòu)能夠用于多種刀片，例如在圖10中對于波紋形切割刀片16"和相關(guān)的切割刃16〃'所示。
[0057]本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然清楚本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置10的多種變化和改進(jìn)。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，如圖所示和如這里所述的各扭轉(zhuǎn)切割刀片能夠由一對各自徑向相互對齊的刀片來代替，且該對刀片有如由公式(I)確定的節(jié)距角度，但是另外并不在流動通路的軸向中心線處連接。作為又一可選形式，刀片不需要徑向?qū)R，但是奇數(shù)的未連接刀片能夠在希望有奇數(shù)個(gè)產(chǎn)品切割的情況下使用。因此，本發(fā)明并不由前述說明和附圖來限制，除非在附加權(quán)利要求中提出。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，用于切割以選定速度被推動而與其進(jìn)行切割接合的產(chǎn)品，包括: 刀片保持器，該刀片保持器具有大致環(huán)形的結(jié)構(gòu)； 支承組件，該支承組件承載所述刀片保持器； 用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述支承組件的裝置，以便相應(yīng)地以選定轉(zhuǎn)速來旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述刀片保持器； 至少一個(gè)切割刀片，該切割刀片由所述刀片保持器來承載，所述至少一個(gè)切割刀片具有在其一側(cè)的尖銳的切割刃，并大致在其中心線處扭轉(zhuǎn)，以便限定一對切割刃，該對切割刃大致沿相反的周向方向存在；以及 用于在選定的節(jié)距角度處將所述至少一個(gè)切割刀片的相對端部固定在所述刀片保持器上的裝置，所述選定的節(jié)距角度以以下公式來確定: 節(jié)距角度=ArcTan (2 X η X半徑)/節(jié)距長度
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，還包括:液壓裝置，用于沿液壓流動通路而將產(chǎn)品推動成與其進(jìn)行切割接合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:用于將所述至少一個(gè)切割刀片的相對端部固定在所述刀片保持器上的所述裝置包括一對夾持螺釘，該對夾持螺釘大致布置在所述至少一個(gè)切割刀片的 相對端部處，用于在所述選定節(jié)距角度處將所述至少一個(gè)切割刀片的相對端部設(shè)置在形成于所述刀片保持器中的相應(yīng)的較淺凹口內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述支承組件的所述裝置包括在所述支承組件上的從動環(huán)、承載在驅(qū)動馬達(dá)的輸出軸上的驅(qū)動環(huán)、以及在所述從動環(huán)和驅(qū)動環(huán)之間聯(lián)接的齒槽皮帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述支承組件的所述裝置用于以大約6000rpm的旋轉(zhuǎn)速度可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述支承組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:所述至少一個(gè)切割刀片包括多個(gè)切割刀片，這些切割刀片沿液壓流動通路的縱向中心線連續(xù)地安裝，所述多個(gè)切割刀片連續(xù)地成角度地設(shè)置在由以下公式確定的控制的角度(Θ)處:Θ = T/P(各刀片保持器的軸向尺寸/節(jié)距長度)Χ360° +360° /N(切片數(shù)目)，以便從沿液壓流動通路推動的各產(chǎn)品上切割多個(gè)大致相同形狀的片。
7.根據(jù)權(quán)利要求Θ所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:所述至少一個(gè)切割刀片從包括直線形切割和褶皺切割的切割刃的組中選擇。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:所述多個(gè)切割刀片從包括直線形切割和褶皺切割的切割刃的組中選擇。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:所述多個(gè)切割刀片包括直線形切割和褶皺切割的切割刃的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:沿液壓流動通路推動的產(chǎn)品包括從以下組中選擇的產(chǎn)品:蔬菜、水果和木頭產(chǎn)品。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:沿液壓流動通路推動的產(chǎn)品包括土豆。
12.—種旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，用于切割以選定速度被推動而與其進(jìn)行切割接合的土豆，包括: 刀片保持器，該刀片保持器具有大致環(huán)形的結(jié)構(gòu)； 支承組件，該支承組件承載所述刀片保持器； 用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述支承組件的裝置，以便相應(yīng)地以選定轉(zhuǎn)速來旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述刀片保持器； 至少一個(gè)切割刀片，該切割刀片由所述刀片保持器來承載，所述至少一個(gè)切割刀片具有在其一側(cè)的尖銳的切割刃，并大致在其縱向中心線處扭轉(zhuǎn)，以便限定一對切割刃，該對切割刃大致沿相反的周向方向存在；以及 用于在選定的節(jié)距角度處將所述至少一個(gè)切割刀片的相對端部固定在所述刀片保持器上的裝置，所述選定的節(jié)距角度以以下公式來確定: 節(jié)距角度=ArcTan (2 X η X半徑)/節(jié)距長度
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，還包括:液壓裝置，用于沿液壓流動通路而將土豆推動成與其進(jìn)行切割接合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:用于將所述至少一個(gè)切割刀片的相對端部固定在所述刀片保持器上的所述裝置包括一對夾持螺釘，該對夾持螺釘大致布置在所述至少一個(gè)切割刀片的相對端部處，用于在所述選定節(jié)距角度處將所述至少一個(gè)切割刀片的相對端部設(shè)置 在形成于所述刀片保持器中的相應(yīng)的較淺凹口內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述支承組件的所述裝置包括在所述支承組件上的從動環(huán)、承載在驅(qū)動馬達(dá)的輸出軸上的驅(qū)動環(huán)、以及在所述從動環(huán)和驅(qū)動環(huán)之間聯(lián)接的齒槽皮帶。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述支承組件的所述裝置用于以大約6000rpm的旋轉(zhuǎn)速度可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動所述支承組件。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:所述至少一個(gè)切割刀片包括多個(gè)切割刀片，這些切割刀片沿液壓流動通路的縱向中心線連續(xù)地安裝，所述多個(gè)切割刀片連續(xù)地成角度地設(shè)置在由以下公式確定的控制的角度(O)處:0 =T/P(各刀片保持器的軸向尺寸/節(jié)距長度)x360° +360° /N(切片數(shù)目)，以便從沿液壓流動通路推動的各土豆上切割多個(gè)大致相同形狀的片。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:所述至少一個(gè)切割刀片從包括直線形切割和褶皺切割的切割刃的組中選擇。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:所述多個(gè)切割刀片從包括直線形切割和褶皺切割的切割刃的組中選擇。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的旋轉(zhuǎn)刀固定裝置，其中:所述多個(gè)切割刀片包括直線形切割和褶皺切割的切割刃的組合。
【文檔編號】B26D3/11GK104010780SQ201280055392
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月11日
【發(fā)明者】D·B·沃克, A·J·尼爾 申請人:J·R·辛普勞公司