Пристрій і спосіб одержання кубиків льоду

Реферат: Винахід стосується пристрою і способу для одержання кубиків льоду, що містить пристрій подання рідкої речовини принаймні до однієї подовженої форми (1) і заморожуючий пристрій вказаної рідкої речовини, причому принаймні одна форма визначає простір для крижаної колони, яка принаймні істотно закрита принаймні під час заморожування вказаної рідкої речовини. Принаймні одна форма містить дві половини, виконані з можливістю руху одна відносно одної, так, що ці половини можуть розсунутися після утворення крижаної колони. Винахід також стосується способу одержання кубиків льоду, який містить наступні етапи а) подання рідкої речовини до форми, b) заморожування рідкої речовини у формі та с) переміщення з форми кубиків льоду, отриманих таким чином, причому рідка речовина подається на етапі а) у форму, що має принаймні істотно закритий простір. UA 101621 C2 (12) UA 101621 C2 UA 101621 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід, згідно з першим аспектом, стосується пристрою для одержання кубиків льоду, що містить пристрій подання рідкої речовини принаймні до однієї подовженої форми та холодильний пристрій для заморожування вказаної рідкої речовини, причому принаймні одна форма визначає зону крижаної колони, що принаймні суттєво закрита принаймні доти, поки вказана рідка речовина заморожується. Термін "лід", що тут використовується, стосується замороженої речовини. Цей термін не обмежується тільки замороженою водою або замороженою рідиною, а також охоплює заморожені рідкі речовини, такі як харчові продукти, наприклад, пюре. Для стислості термін "лід" використовується для вказування на різні заморожені речовини. У патенті США № 2900803 А описується холодильник, оснащений таким пристроєм у його двері. Двері холодильника містять корпус із чотирма трубами. Цей корпус оточений котушкою безперервного заморожування, яка контактує з його стінкою. Труби можуть заповнюватися водою зверху, причому, вода після замороження може видалятися з нижньої частини труб у вигляді льоду. Незважаючи на те, що вказаний пристрій придатний для використання в холодильнику, він непридатний для одержання великої кількості кубиків льоду. Отже, метою цього винаходу, згідно з першим його аспектом, є створення вказаного у вступі пристрою, за допомогою якого кубики льоду можуть виготовлятися в більшій кількості, ніж це можливо за допомогою відомих пристроїв. Ця ціль досягається цим винаходом таким чином, що принаймні одна вказана форма містить дві рухливі одна відносно одної половини так, що пі половини можуть бути розсунуті, як тільки крижана колона сформована. В результаті крижана колона може бути легко вилучена з форми шляхом переміщення рухомих одна відносно одної половин форми від крижаної колони. Зокрема, якщо форма містить засіб нагрівання для відділення крижаної колони від половий форми за рахунок танення, то лід дуже швидко видаляється з форми, і можна починати наступний цикл виробництва. Відомий пристрій для одержання кубиків льоду містить горизонтальну подовжену форму, нижня сторона якої оснащена ребрами, що утворює матрицю для формування кубиків льоду. Пристрій подання містить розпилювальний пристрій, який розпилює охолоджену воду на відкриту нижню сторону форми, після чого вода замерзає на цій нижній стороні форми. Таким чином, крижана маса росте на нижній стороні форми, причому крижана маса розділена на кубики льоду ребрами. Далі кубики льоду відокремлюються від форми та пакуються для зберігання та транспортування, наприклад, до підприємств громадського харчування. Недоліком відомого пристрою є обмежена продуктивність, тому що виробництво кубиків льоду відбувається занадто повільно і у кожній партії може бути виготовлений тільки один шар кубиків льоду. З американської заявки № 2004/0093878 А1 відомий пристрій для одержання льоду, що містить дві секції для виготовлення льоду, які мають колону з відсіків для виробництва льоду, за якими розташовані охолоджувальні труби. Ці відсіки для одержання льоду відкриті спереду. Охолоджена вода розпилюється у відсік через відкриту передню сторону через отвір для упорскування, причому вода перетворюється на кубик льоду в результаті заморожуючої дії охолоджувальних труб на задній стінці відсіків. Також у заявках на патент Японії №№ JP-10197114 А та JP 2003-1305ТЗ А описуються відкриті з однієї сторони пристрої, засновані на відсіках, в які розпилюється вода. У кращому варіанті цього винаходу створений охолоджувальний засіб, у якому рідка речовина охолоджується та заморожується за допомогою вказаної принаймні однієї форми. В результаті рідка речовина охолоджується та заморожується безпосередньо у формі, що приводить до відносно високої продуктивності. У Кращому варіанті цього винаходу вказана принаймні одна форма містить засіб нагрівання для відділення отриманої крижаної колони за рахунок танення. Для уможливлення виготовлення більш, ніж одного кубика льоду в кожній формі, краще, щоб вказана принаймні одна форма визначала ряд взаємно з'єднаних порожніх просторів для формування подовженої крижаної колони взаємно з'єднаних кубиків льоду. Оскільки кубики льоду з'єднані шляхом, визначеним конструкцією вказаної форми, вони можуть бути упаковані та розташовані ефективним для використання чином. Взаємозв'язок між кубиками льоду може змінюватися від мінімального до з'єднання по всій площі сусідніх поверхонь, так що створюється подовжена колона як така, у якій окремі кубики льоду не можна розрізнити. Фактично, від такої колони можуть бути відламані або відколоті кубики льоду змінної довжини. Отже, форма може мати безперервну внутрішню поверхню для одержання бруска льоду, який згодом може бути розділений на окремі кубики льоду, але краще, коли форма містить частини зменшеного діаметра, щоб формувати частини зменшеного діаметра в подовженій крижаній колоні між суміжними кубиками льоду. В результаті буде легше відокремити окремі 1 UA 101621 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кубики льоду один від одного для наступного їхнього використання, ніж у випадку безперервної форми, описаної на початку цього абзацу. У кращому альтернативному варіанті цього винаходу принаймні одна вказана форма визначає ряд окремих порожніх просторів для формування крижаної колони з рядом окремих кубиків льоду. Перевага полягає в тому, що кубики льоду не повинні бути відділені один від одного на наступній стадії, принаймні, якщо кубикам льоду під час наступного зберігання перешкоджають примерзнути один до одного. У наступному кращому варіанті цього винаходу для перемішування рідкої речовини під час її охолодження принаймні в одній вказаній подовженій формі розташовується засіб перемішування. Вказаний засіб перемішування може містити вібратор, який створює вібрацію вказаної принаймні однієї форми, а можливо й інших частин пристрою під час процесу заморожування рідкої речовини. Засіб перемішування може також бути (частково) розташований у формі, наприклад, у вигляді мішалки або елемента типу планки, що рухається усередині форми у той час, як рідка речовина заморожується. Перевага цього полягає в тому, що прозора рідина змерзне як куб прозорого льоду. Якщо не буде відбуватися ніякого перемішування рідини, то під час заморожування утвориться куб мутного льоду. З метою формування порожнини в кубиках льоду краще, щоб у подовжньому напрямку через принаймні одну вказану форму проходив подовжений елемент, навколо якого в цій формі формуються кубики льоду. Може бути бажано формувати порожнини в кубиках льоду, наприклад, для можливості виконувати які-небудь маніпуляції над кубиками льоду на більш пізній стадії та/або для збільшення площі охолодження кубиків льоду. Подовжений елемент може бути елементом перемішування. Краще, якщо подовжений елемент містить засіб нагрівання. Вказаний засіб нагрівання також дозволяє швидко відокремити крижану колону від подовженого елемента при таненні, наприклад, спочатку нагріванням форми, далі відділенням половин форми від крижаної колони та згодом нагріванням подовженого елемента, так, щоб крижана колона могла висковзнути уздовж подовженого елемента в упаковку. Якщо подовжений елемент оснащений охолоджувальним засобом, це у подальшому ступені уможливлює охолоджування води у формі за допомогою вказаного подовженого елемента, щоб ще швидше заморозити воду. Краще, щоб вказана принаймні одна форма була орієнтована істотно вертикально. Перевага цього у описаному вище випадку, у якому є вказаний подовжений елемент, полягає в тому, що коли кубики льоду повинні бути вилучені з форми, наприклад, шляхом розсування половинок форми, як описано вище, крижана колона або окремі кубики льоду можуть випадати безпосередньо вниз в упаковку, причому, цей подовжений елемент може виконувати роль напрямної для крижаної колони або кубиків льоду. Для подальшого збільшення продуктивності краще, щоб пристрій містив ряд форм, розташованих поруч, а ще краще, коли пристрій містить кілька форм, які зібрані в матрицю одна до одної. Таким чином утворюється відносно компактний пристрій для виробництва кубиків льоду з великою продуктивністю. Далі, краще, коли є транспортувальний засіб і установлену принаймні під однією формою ємність для збору кубиків льоду, сформованих пристроєм. Таким чином кубики льоду можуть правильно та ефективно упаковуватися, причому процес виробництва можна механізувати та або автоматизувати так, щоб уникнути будь-яких дій людини. Це дозволяє працювати не тільки ефективно, але й гігієнічно. Крім того, краще, коли для попереднього охолодження рідкої речовини, що буде подаватися до вказаної принаймні однієї форми, використовується засіб попереднього охолодження. Взагалі можна стверджувати, що чим холодніше рідка речовина, що подається до вказаної принаймні однієї форми, тим швидше ця рідка речовина буде перетворена на лід подальшим охолодженням у формі і тим швидше буде завершений цикл виробництва. Це також приводить до збільшення продуктивності пристрою. Відповідно до другого аспекту цей винахід стосується способу виготовлення кубиків льоду, що включає етапи подання рідкої речовини до форми, заморожування рідкої речовини у формі та видалення з форми отриманих кубиків льоду. Такий спосіб відомий і був описаний вище відносно відомого пристрою для виробництва кубиків льоду. Згідно зі способом за цим винаходом для досягнення мети винаходу - більш високої продуктивності - рідка речовина на першому етапі подається у форму, що містить принаймні істотно закритий простір. Щодо кращих варіантів здійснення способу згідно з другим аспектом цього винаходу, робиться посилання на опис пристрою згідно з першим об'єктом цього винаходу. У кращому варіанті втілення цього винаходу пристрій виконаний з можливістю відділення одного або більше кубиків льоду від колони з'єднаних кубиків льоду. Кубики льоду в колоні 2 UA 101621 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташовані певним чином один до одного. Коли крижана колона згідно з першим аспектом цього винаходу поміщена в ємність, кубики льоду з вказаної крижаної колони легко та у необхідній кількості можуть бути поміщені в ємність для пиття. Для можливості захвата кубиків льоду бажаним способом, краще, якщо ємність улаштована таким чином, щоб кубики льоду розташовувалися в ній у певній орієнтації до транспортувального засобу. Це, наприклад, можливо, якщо ємність улаштована так, що кілька крижаних колон можуть розташовуватися в ній поруч та/або одна за одною. Далі цей винахід буде детальніше описаний з посиланням на наступні креслення, які показують втілення пристроїв згідно з цим винаходом. На фіг. 1 представлений схематичний вигляд у перспективі форми для крижаної колони згідно з цим винаходом у відкритому стані; на фіг. 2 представлений схематичний перетин форми на фіг. 1 у закритому стані; на фіг. 3 представлений схематичний перетин матриці форм у відкритому стані; на фіг. 4 представлений схематичний розріз збоку частини пристрою згідно з винаходом під формою для виготовлення кубиків льоду; і на фіг. 5 представлений вигляд збоку конвеєра для кубиків льоду в частині пристрою за фіг. 4. На фіг. 1 показана форма 1 для виготовлення кубиків льоду. Форма 1 містить дві половини 1a, 1b, які є рухливими одна відносно одної в напрямках, показаних стрілкою Р, і трубу 2 з підвісною системою 3. Кожна з половин форми 1a, 1b містить пластину 4 і ряд формових елементів 5, розташованих один над одним. На фіг. 2 показаний розріз вузла 6 з трьох форм 6а, 6b, 6с згідно з принципом фіг. 1, які виконані з U-подібних секцій 7, і Н-подібних секцій 8, через які проходять труби 9. На фіг. 3 показана матрична форма 10, що складається з дев'яти форм згідно з принципом фіг. 1, які виконані із секційних елементів 11, 12, усередині яких проходять труби 13. На фіг. 4 показаний схематичний вигляд збоку на подовжній розріз частини пристрою, у якій є ємність 32 для зберігання кубиків льоду 36, і конвеєр 33. На фіг. 5 детально показане зберігання кубиків льоду 36 у ємності для зберігання 32, показаній на фіг. 4 над конвеєром 33, який містить ланцюг 37 з пальцями 38, який проходить по ланцюгових колесах 39, одне з яких може приводитися до обертання для приведення ланцюга 37 у рух. Відносно фіг. 1, на ній показана форма 1 для готування кубиків льоду. Форма 1 містить дві половини 1a, 1b, які виконані з можливістю переміщення одна до одної та одна від одної, що позначене стрілкою Р. На фіг. 1 половини 1a, 1b показані в положенні, в якому вони максимально розведені. Кожна з половин 1a, 1b містить пластину 4, на якій один над одним розташовані елементи 5 форми. У цьому прикладі елементи 5 форми виконані прямокутними, з напівкруглим вирізом для створення простору для труби 2. У положенні, в якому половини 1a, 1b з'єдналися (див. фіг. 2), два протилежних елементи 5 форми утворюють простір кубика льоду. Елементи форми можуть бути виконані з можливістю бути замінними, що створює можливість використовувати в пристрої згідно з цим винаходом елементи форми різної конфігурації. Труба 2, що підвішена на підвісній системі 3, простирається вертикально між двома половинами 1а, 1b. На фіг. 2 показаний розріз вузла 6, що складається з форм 6а, 6b, 6с згідно з принципом, який був описаний з посиланням на з фіг. 1. На фіг. 2 форми 6а, 6b, 6с істотно закриті, тобто половини форми з'єднали, що, таким чином, сформувало один істотно закритий простір навколо відповідних труб 9. На фіг. 2 половини форми складені з U-подібних секцій 7 на зовнішній стороні і Н-подібних секцій 8 у центрі вузла 6. У цьому варіанті середня труба 9 залишається нерухомою. Н-подібні секції 8 можуть бути розсунуті убік від середньої труби 9, а зовнішні труби 9 можуть, у свою чергу, бути переміщені назовні далі від Н-подібних секцій 8. U-подібні секції 7 можуть бути переміщені ще далі назовні від зовнішніх труб 9. Таким чином створюється достатній простір навколо всіх труб 9 для переміщення крижаних колон, отриманих у формах 6а, 6b, 6с. На фіг. 3 показана матриця 10, що містить форми згідно з принципом фіг. 1 із секційними елементами 11 на зовнішніх сторонах і секційними елементами 12 у центрі матриці форми. Принцип дії матриці форми 10 відповідає принципу, показаному на фіг. 2. На фіг. 3 секційні елементи 11, 12 показані на відстані один від одного як на фіг. 1. Як показано на цій фігурі, інтервал між трубами більше ніж на фіг. 2. Для одержання крижаних колон за допомогою матриці форм, показаної на фіг. 3, форми щільно закриваються шляхом з'єднання секційних елементів 11 та 12 разом, тобто секційні елементи, розташовані ліворуч від середньої колони труб 13, зсувають максимально, наскільки 3 UA 101621 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 це можливо, вправо, а секційні елементи 11, 12, розташовані праворуч від середньої колони труб, зсувають максимально вліво, наскільки це можливо. Труби 9 розташовують приблизно в центрі між секційними елементами. Потім вода при температурі, близькій до точки замерзання, вводиться зверху усередину кожної форми. Знизу форми закриті для заповнення їх водою. Як тільки достатня кількість води вводиться у форми, секційні елементи 11, 12 охолоджують за допомогою по суті відомого способу, що призводить до замерзання води у формах. Коли таким чином у формах будуть утворені крижані колони, секційні елементи 11, 12 короткочасно нагрівають, в результаті чого зовнішня поверхня колони, де вона контактує із секційними елементами 11, 12, буде танути а секційні елементи 11, 12 можна повернути в положення, що показане на фіг. 3. Крижані колони залишаться на місці, тому що вони приморожені до труб 13. Потім труби 13 нагрівають так, щоб крижані колони танули по внутрішній поверхні та відокремилися від труб 13. Ємність для крижаних колон може розташовуватися під формами так, щоб крижані колони попадали прямо в указану ємність для пакування, зберігання та транспортування. Секційні елементи 11, 12 можна знову з'єднати та почати наступний цикл виробництва. Таким чином, швидко та ефективно виготовлена відносно велика кількість кубиків льоду. На фіг. 4 схематично показаний вигляд збоку у розрізі частини пристрою 30 для кубиків льоду 36, яка містить корпус 31 для установки ємності 32 з конвеєром 33 на висоті, достатній для того, щоб кубики льоду 36 падали у склянку або щось подібне, розміщене на платформі 35, через роздавальний отвір 34. На фронтальній стороні шафи 31, де розташований роздавальний отвір 34 і платформа 35, знаходиться пульт керування (не показаний) для оператора, який може управляти конвеєром 33 через цю панель для переміщення бажаної кількості кубиків льоду 36 до роздавального отвору 34. Краще, щоб ємність 32 була теплоізольована та охолоджувалася, щоб кубики льоду 36 не танули в його корпусі. На фіг. 5 більш детально показана внутрішня частина ємності 32, показаної на фіг. 4. Як показано на кресленні, ланцюг 37, який проходить по ланцюгових колесах 39, розташований під колонами кубиків льоду 36. Принаймні одне із цих двох ланцюгових коліс 39 може управлятися оператором за допомогою вищевказаного пульта керування для подання бажаної кількості кубиків льоду 36 через роздавальний отвір 34. Ланцюг 37 має пальці 38, які розташовані на ланцюзі 37 з інтервалами між ними, істотно такими самими, як і інтервали між центральними осями кубиків льоду 36. Наприклад, якщо кубики льоду 36 були сформовані за допомогою форми із трубою (2, 9, 30), як показано на фіг. 1-3, то колони кубиків льоду 36 будуть мати порожнини. Завдяки профілю кубиків льоду 36, кубики льоду 36 в межах колони сплавлені разом на дуже обмеженій площі поверхні. У прикладі на фіг. 5 кубики льоду 36 також сплавлені разом в горизонтальному напрямку з формуванням перемичок 40, так, що один блок льоду сформований як такий з істотно вертикальними проміжками. У межах ємності 32, вказаний блок льоду підтримується на певній вертикальній відстані над пальцями 38 верхньої сторони ланцюга 37. Коли ємність 32 буде заповнена (знову), кубики льоду 36 у нижній частині відповідних колон будуть розташовуватися в горизонтальній площині над пальцями 38. Потім частина пристрою 30 активується, а блок кубиків льоду 36 опускається на один крок. В результаті порожні простори відповідних кубиків льоду 36 прослизнуть на пальці 38 верхньої частини ланцюга 37. Потім ланцюг приводиться до руху у напрямку, позначеному стрілками А, до роздавального отвору 34, в результаті чого нижній ряд кубиків льоду буде рухатися вправо, а кубик льоду 36 буде випадати з відповідного пальця 38 на правій частині щоразу, коли палець 38, за допомогою ланцюгового колеса 39 переміщається з вертикально спрямованого положення вгору до вертикального спрямованого положення вниз. Через роздавальний отвір 34 кубик льоду 36 буде падати в склянку (не показана), що була розміщена на платформі 35. Як тільки всі самі нижні кубики льоду (9 у цьому випадку) будуть вилучені з нижньої сторони крижаного блоку ланцюгом 37, оснащеному пальцями 38, весь крижаний блок знову опуститься на один крок, так, що новий ряд кубиків льоду 36 прослизне на пальці 38. Ланцюг 37 може також приводитися до руху таким чином, щоб переміщатися по двох або більше крижаних колонах, в результаті чого через роздавальний отвір 34 у склянку будуть падати два або більше кубиків льоду. Відповідно до іншої можливості, два або більше кубиків льоду та два або більше конвеєрів в дозуючому пристрої розташовані один за одним, так, щоб конвеєри могли переміщатися, наприклад, паралельно, а два або більше кубиків льоду могли бути доставлені через роздавальний отвір 34 швидше. Вище були показані та описані тільки декілька варіантів пристроїв згідно з цим винаходом. Однак очевидно, що ні опис, ні креслення не обмежують обсяг цього винаходу, що визначений доданою формулою винаходу. Наприклад, замість води у формі можна заморожувати іншу рідину або рідку речовину. У цьому зв'язку можна подумати про безалкогольні або алкогольні 4 UA 101621 C2 5 10 напої. В останньому випадку температура замерзання буде більш низькою, ніж у випадку води або лимонаду, але за допомогою кубиків льоду можна зробити напій з порцією добре дозованої кількості алкогольного напою. Крім того, інші речовини такі як пюре, варені та добре здрібнені овочі, до яких може або не може бути додана зв'язувальна речовина для розрідження, можуть бути виготовлені при використанні пристрою або способу згідно з першими двома аспектами цього винаходу. Можуть використовуватися різні розташування засобу захвата або кубиків льоду, наприклад, горизонтальне розташування, або можуть бути передбачені різні засоби для відокремлення окремих кубиків льоду. Крім того, для уможливлення дроблення кубиків льоду випускний отвір може містити решітку, на яку падають кубики льоду, і ножі які ріжуть на цієї решітці кубики льоду і рухають їх через її отвори. Досить дроблений лід згодом провалюється через цю решітку. З вищевикладеного опису може скластися враження, що обсяг винаходу обмежується кубиками льоду кубічної форми, однак можливі й інші форми, наприклад, циліндричні або овальні. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 1. Пристрій для виготовлення кубиків льоду, який містить пристрій подання рідкої речовини принаймні до однієї подовженої форми та пристрій для заморожування вказаної рідкої речовини, причому принаймні одна форма визначає простір для крижаної колони, яка принаймні істотно закрита принаймні під час заморожування вказаної рідкої речовини, який відрізняється тим, що вказана принаймні одна форма містить дві половини, які виконані з можливістю рухатися одна відносно одної таким чином, що ці половини можуть розсовуватися, як тільки сформується крижана колона, і тим, що містить подовжений елемент, який простягається в подовжньому напрямку через вказану принаймні одну форму і навколо якого утворюються кубики льоду у формі. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вказана принаймні одна форма містить засіб нагрівання для відділення отриманої крижаної колони від цієї форми за рахунок танення. 3. Пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що вказана принаймні одна форма визначає ряд взаємозв'язаних порожніх просторів для формування подовженої крижаної колони взаємозв'язаних кубиків льоду. 4. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що включає засіб перемішування рідкої маси під час її заморожування у вказаній принаймні одній подовженій формі. 5. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що вказаний подовжений елемент містить засіб нагрівання. 6. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що містить ряд форм, які розташовані одна відносно одної у вигляді матриці. 7. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що містить транспортувальний засіб і розміщену під вказаною принаймні однією формою ємність для збирання кубиків льоду, сформованих пристроєм. 8. Спосіб одержання кубиків льоду, у якому а) подають рідку речовини до форми, b) заморожують рідку речовину у формі та с) видаляють з форми кубики льоду, отримані таким чином, який відрізняється тим, що на етапі а) рідку речовину подають у форму, що має принаймні істотно закритий простір. 5 UA 101621 C2 6 UA 101621 C2 7 UA 101621 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8