режущее устройство

Формула изобретения

Режущее устройство, содержащее электрический генератор ультразвуковой частоты, рукоятку, преобразователь энергии ультразвуковой частоты, связанный с генератором, и лезвие, включающее подвижную часть с режущей кромкой, контактирующую с преобразователем, и неподвижную часть, связанную с рукояткой, отличающееся тем, что преобразователь энергии ультразвуковой частоты размещен между подвижной и неподвижной частями лезвия, при этом в качестве преобразователя энергии ультразвуковой частоты использован пьезоэлектрический преобразователь, подвижная и неподвижная части лезвия установлены с возможностью контакта с рабочими гранями преобразователя, расположенными вдоль режущей кромки подвижной части лезвия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в устройствах для резни пищевых продуктов.

Известно режущее устройство-нож рубящего действия для разделки туш с лезвием, совершающим возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном режущей кромке. Привод лезвия осуществляется от интегрированного в корпус ножа генератора вибрации с пневматическим возбуждением на двух шариковых эксцентриках встречного вращения, смещенного относительно лезвия в направлении, перпендикулярном режущей кромке [1]

Недостатки данного ножа заключаются в следующем.

В силу того, что в поперечном сечении корпус, в котором укреплено лезвие, шире самого лезвия, этим ножом невозможно вести резку с прохождением его насквозь через разрезаемую массу произвольной толщины, причем отвал лезвия после резки в исходное положение возможен лишь в направлении, обратном направлению подачи его при резке.

К недостаткам известного ножа следует отнести также высокий уровень вибрации и шума, громоздкость компрессора, сложность обеспечения герметичности соединений воздуховодов, пневмошланги, снижающие маневренность инструмента при работе, энергоемкость и дороговизину.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является режущее устройств, которое содержит электрический генератор ультразвуковой частоты, рукоятку, преобразователь энергии ультразвуковой частоты, связанный с генератором, и лезвие, включающее подвижную часть с режущей кромкой, контактирующую с преобразователем, и неподвижную часть, связанную с рукояткой [2]

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и недостаточная надежность при эксплуатации.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Для достижения поставленной задачи в описываемом режущем устройстве, содержащем электрический генератор ультразвуковой частоты, рукоятку, преобразователь энергии ультразвуковой частоты, связанный с генератором, и лезвие, включающее подвижную часть с режущей кромкой, контактирующую с преобразователем, и неподвижную часть, связанную с рукояткой, согласно изобретению, преобразователь энергии ультразвуковой частоты размещен между подвижной и неподвижной частями лезвия. При этом в качестве преобразователя энергии ультразвуковой частоты использован пьезоэлектрический преобразователь, а подвижная и неподвижная части лезвия установлены с возможностью контакта с рабочими гранями преобразователя, расположенными вдоль режущей кромки подвижной части лезвия.

Изобретение поясняется чертежом, где: фиг.1 изображен вид спереди описываемого режущего устройства, фиг.2 изображен вид сбоку описываемого устройства, фиг. 3 осевое сечение устройства фиг. 2, фиг.4 сечение А-А фиг.3 (увеличено).

Режущее устройство состоит из лезвия 1 и ручки 2. Лезвие представляет собой структуру из последовательно соединенных первого токопроводящего элемента 3 с режущей кромкой 4, преобразователя энергии ультразвуковой частоты пьезоэлектрический преобразователь 5,и второго токопроводящего элемента 6, заключенных в корпус 7. Элементы 3 и 6 прикреплены к потенциальным граням 8 и 9 пластины пьезоэлектрического преобразователя 5 и подключены к генератору ультразвуковой частоты 10, размещенному в ручке 2. Вторая токопроводящая пластина 6 своей торцовой частью 11 закреплена в ручке 2.

Устройство работает следующим образом.

Воздействие напряжения ультразвуковой частоты на грани 8 и 9 пластины пьезоэлектрического преобразователя 5 вызывает колебание размеров пластины преобразователя 5 с ультразвуковой частотой в направлении вертикальной оси, что при неподвижном закреплении пластины 6 в ручке 2 приводит к перемещениям грани 8 и соответственно первого токопроводящего элемента 3 с режущей кромкой 4 вдоль вертикальной оси режущего устройства, то есть осуществляется процесс резания (рубки) с ультразвуковой частотой. Держа в руке нож и прикладывая к ручке 2 давящее усилие, пользователь обеспечивает подачу ножа в направлении, перпендикулярном режущей кромке, и т.о. резку материала. Лезвие проходит насквозь через разрезаемую массу так, что обе его кромки и режущая и тыльная имеют возможность оказаться в ходе резки за пределами разрезаемого материала.

Герметизация щелей, необходимая для свободного перемещения элемента 3 относительно корпуса 7, осуществляется компаундом.

Источник высокого напряжения УЗЧ для ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя имеет гальваническую развязку с питающей сетью, например трансформаторную, как в рассмотренном примере конкретного выполнения, исключающую разность потенциалов между токопроводящей частью лезвия и землей.

Возможны иные варианты конструктивной реализации заявляемого изобретения в пределах его сущности.

Размеры кварцевой пластины 3-4 мм, что позволяет реализовать нож с лезвием, толщина которого не превышает 5-6 мм и минимальная высота составляет 40-50 мм, обладающий хорошей проходимостью через материал.

Амплитуда вибрации кварцевой пластины составляет единицы микрон, при рабочей частоте 50-150 кГц скорость резания составляет 100-300 мм/сек. Уровень шума и вибрации значительно ниже, чем в прототипе с пневмо-механическим источником колебаний лезвия, ниже энергоемкость, компактнее вся система благодаря отсутствию пневмопривода.

В описываемом режущем устройстве отсутствуют мощные магнитные излучения, характерные для режущих устройств с маг нитострикционным приводом.

Описываемое устройство может быть использовано в пищевой промышленности, а также для резки любых твердых материалов, по твердости не превышающих твердость лезвия.