活塞式刮刀机构、冰淇淋机及冰淇淋制作方法与流程

本发明涉及一种冰淇淋机所用的刮刀机构，还涉及一种冰淇淋机以及一种制作冰淇淋的方法。

背景技术：

冰淇淋机的刮刀，一般有塑料刮片式和塑料刮条式。刮片和刮条都是安装在一个不锈钢搅拌器上。也有的采用一体式设计，搅拌器的螺旋片既用来搅拌、推料，又用来刮冰淇淋。但是无论采取上述的哪种方式，搅拌轴的运动都是旋转运动，依靠搅拌器上的螺旋片将冰淇淋向前推进。这种方式一次最多只能将冷冻缸内1/3的冰淇淋推出，如果无后续进料补充，冷冻缸内剩余的冰淇淋将无法推出。

随着人们对食品安全的要求越来越高，现制冰淇淋越来越受到欢迎，从原料调制到加入到冰淇淋机再到出品出冰淇淋，整个过程都是可见的。但现有的冰淇淋机由于不能将加入进去的原料全部打出，不能实现单杯现制，难以满足食品安全的要求。

技术实现要素：

本发明提出了一种活塞式刮刀机构、冰淇淋机及冰淇淋制作方法，其目的是：在提供搅拌、推料和刮冰淇淋功能的前提下，实现冰淇淋的一次性全部推料，实现单杯现制。

本发明技术方案如下：

一种活塞式刮刀机构，包括定活塞、活塞环和动活塞；

所述定活塞包括第一导向筒和固定连接在第一导向筒右端的第一圆盘，定活塞上还设有贯穿第一圆盘和第一导向筒的第一导向孔；第一圆盘上还开设有第一通孔；

所述活塞环固定安装在定活塞上，所述活塞环包括位于第一圆盘外边缘处的环形刮刀；

所述动活塞包括导向杆和固定连接在导向杆右端的第二圆盘，所述导向杆的左端穿过所述第一导向筒并能够相对于定活塞绕导向杆的轴线转动；所述第二圆盘上开设有与第一通孔位置相对应的第二通孔；

所述活塞式刮刀机构具有开启和关闭两个工作状态；当动活塞旋转到第一通孔与第二通孔位置重合的位置时，活塞式刮刀机构处于开启状态；当动活塞旋转到第一通孔与第二通孔位置相互错开的位置时，活塞式刮刀机构处于关闭状态。

作为上述刮刀机构的进一步改进：所述活塞环包括第二导向筒和连接在第二导向筒右端的第三圆盘，活塞环上还设有贯穿第三圆盘和第二导向筒的第二导向孔；所述第二导向筒从右端插入所述第一导向孔中；所述第三圆盘位于第一圆盘和第二圆盘之间，所述导向杆与所述第二导向孔相配合；

所述环形刮刀设置在第三圆盘的外边缘处；所述第三圆盘上还设有与第一通孔相贯通的第三通孔。

一种冰淇淋机，包括所述的活塞式刮刀机构；

所述冰淇淋机还包括机架以及分别安装在机架上的冷冻缸、制冷系统、出料机构、出料驱动机构和活塞启闭机构；

所述活塞式刮刀机构与冷冻缸的内腔相配合，用于搅拌和推送冷冻缸中的物料；

所述出料机构用于将冷冻缸中的冰淇淋导出；

所述制冷系统用于为冷冻缸制冷；

所述活塞启闭机构用于控制所述活塞式刮刀机构在开启状态和关闭状态之间切换；

所述出料驱动机构用于打开出料机构并控制处于关闭状态的活塞式刮刀机构向外推送物料。

作为上述冰淇淋机的进一步改进：所述出料机构包括与所述冷冻缸的出料口相连通的阀体和安装在阀体上的出液阀杆；

所述出料驱动机构包括第一推杆和第二推杆，所述第一推杆用于驱动所述出液阀杆动作、打开出料机构，所述第二推杆用于驱动所述活塞式刮刀机构在冷冻缸中往复移动；

所述活塞启闭机构在第二推杆的作用下跟随所述活塞式刮刀机构同步移动；所述活塞启闭机构用于驱动所述动活塞转动，实现活塞式刮刀机构的状态转换。

作为上述冰淇淋机的进一步改进：所述活塞启闭机构包括电磁铁和摆动杆，所述摆动杆一端与所述电磁铁相连接、另一端与所述动活塞的导向杆左端相连接；所述电磁铁用于通过摆动杆驱动动活塞相对于定活塞转动。

作为上述冰淇淋机的进一步改进：所述活塞启闭机构还包括用于检测摆动杆位置的光电开关。

作为上述冰淇淋机的进一步改进：所述出料驱动机构还包括拉筋线、复位弹簧和打料手柄；

所述打料手柄可相对于机架转动；打料手柄的前端与所述出液阀杆相连接；

所述第一推杆通过拉筋线与所述打料手柄相连接；

所述复位弹簧用于驱动所述打料手柄复位。

一种冰淇淋制作方法，基于上述冰淇淋机；制作步骤如下：

s1、先将原料导入冷冻缸；

s2、确保活塞式刮刀机构处于开启状态，驱动活塞式刮刀机构开始往复移动，搅拌冷冻缸中的物料、制作冰淇淋；经过预设时间段后，启动制冷系统；冰淇淋制作完成后，先关闭制冷系统，然后经过预设时间段后，停止活塞式刮刀机构的往复移动；

s3、切换活塞式刮刀机构至关闭状态，打开出料机构，驱动活塞式刮刀机构从左端向右端移动，将物料从冷冻缸推出。

作为上述制作方法的进一步改进：在步骤s2中，使用第一推杆推动活塞式刮刀机构往复移动，并检测第一推杆的驱动电机的电流，根据电流值的变化判断冰淇淋的制作进度。

作为上述制作方法的进一步改进：步骤s2完成后，如果在预设时间内没有收到出料指令，则重复步骤s2，直至收到出料指令之后，执行步骤s3。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：（1）本发明使用活塞式刮刀代替传统的刮条式刮刀，活塞上设有环形刮刀和至少两个圆盘，两个圆盘上分别开设通孔，并且可以相对旋转，实现开启和关闭两个状态，在开启状态下，活塞在冷冻缸中往复移动，物料可以穿过通孔，从而实现搅拌功能，在关闭状态下，通孔相互交错，活塞呈封闭状态，可以向外推送物料，这种结构不仅实现了物料的搅拌和输出，而且可以确保冷冻缸内的物料可以被一次性推出，实现单杯现制；（2）将出料驱动机构和活塞开闭机构集成为一体，结构简单、紧凑，方便活塞状态的切换和出料的控制。

附图说明

图1为冰淇淋机的立体结构图之一；

图2为冰淇淋机的立体结构图之二；

图3为活塞式刮刀机构的爆炸示意图；

图4为出料机构的爆炸示意图；

图5为进料机构的结构示意图；

图6为出料驱动机构和活塞启闭机构的结构示意图之一；

图7为出料驱动机构和活塞启闭机构的结构示意图之二。

图中主要部件的名称：

1、机架，2、冷冻缸，3、活塞式刮刀机构，4、出料机构，5、进料机构，6、出料驱动机构，7、活塞启闭机构，3-1、定活塞，3-2、活塞环，3-3、动活塞，3-4、第一螺钉，3-5、第一密封圈，4-1、阀体，4-2、第二密封圈，4-3、出液阀杆，4-4、紧固螺母，4-5、造型帽，4-6、第三密封圈，5-1、盖子，5-2、进料漏斗，5-3、电磁阀，5-4、进料管，5-5、握持手柄，6-1、打料手柄，6-2、复位弹簧，6-3、拉筋线，6-4、第一支架，6-5、第一推杆，6-6、第二推杆，6-7、移动板，6-8、安装板，7-1、电磁铁，7-2、销钉，7-3、第二支架，7-4、摆动杆，7-5、光电开关，7-6、挡片，7-7、第二螺钉。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

如图1和2，一种冰淇淋机，包括机架1以及分别安装在机架1上的冷冻缸2、活塞式刮刀机构3、制冷系统、进料机构5、出料机构4、出料驱动机构6和活塞启闭机构7。

所述机架1为钢制，是整个冰淇淋机的载体。冷冻缸2的两端与制冷系统相连，所述制冷系统用于为冷冻缸2制冷。所述活塞式刮刀机构3插入到冷冻缸2内部，用于搅拌和推送冷冻缸2中的物料。进料机构5用来将制作冰淇淋的原料导入到冷冻缸2内，在清洗机器时可将清水从此导入到冷冻缸2内。所述出料机构4用于将冷冻缸2中的冰淇淋导出，或将清洗机器的水导出。所述活塞启闭机构7用于控制所述活塞式刮刀机构3在开启状态和关闭状态之间切换。所述出料驱动机构6用于打开出料机构4并控制处于关闭状态的活塞式刮刀机构3向外推送物料。

各部分的具体结构为：

如图3，所述活塞式刮刀机构3，包括定活塞3-1、活塞环3-2和动活塞3-3。

所述定活塞3-1包括第一导向筒和固定连接在第一导向筒右端的第一圆盘，定活塞3-1上还设有贯穿第一圆盘和第一导向筒的第一导向孔；第一圆盘上还开设有第一通孔。

所述活塞环3-2固定安装在定活塞3-1上，所述活塞环3-2包括位于第一圆盘外边缘处的环形刮刀。进一步的，所述活塞环3-2包括第二导向筒和连接在第二导向筒右端的第三圆盘，活塞环3-2上还设有贯穿第三圆盘和第二导向筒的第二导向孔。所述第二导向筒从右端插入所述第一导向孔中；第三圆盘通过第一螺钉3-4与第一圆盘连接在一起；所述环形刮刀设置在第三圆盘的外边缘处；所述第三圆盘上还设有与第一通孔相贯通的第三通孔。

所述动活塞3-3包括导向杆和固定连接在导向杆右端的第二圆盘。所述导向杆的左端穿过所述第二导向孔并能够相对于定活塞3-1绕导向杆的轴线转动，所述导向杆上还安装有两组第一密封圈3-5，实现与第二导向筒之间的密封。所述第三圆盘位于第一圆盘和第二圆盘之间。所述第二圆盘上开设有与第一通孔位置相对应的第二通孔。

本实施例中，每个圆盘上均设有4组绕圆盘轴线均匀分布的圆形通孔。

所述活塞式刮刀机构3具有开启和关闭两个工作状态；当动活塞3-3旋转到第一通孔与第二通孔位置重合的位置时，活塞式刮刀机构3处于开启状态，此时物料可以穿过活塞；当动活塞3-3旋转到第一通孔与第二通孔位置相互错开的位置时，活塞式刮刀机构3处于关闭状态，此时物料无法穿过活塞。

如图4，所述出料机构4包括与所述冷冻缸2的出料口相连通的阀体4-1和安装在阀体4-1上的出液阀杆4-3，还包括第二密封圈4-2、紧固螺母4-4、造型帽4-5和第三密封圈4-6。

所述阀体4-1上加工有圆柱凸台，所述圆柱凸台根部加工有密封槽，所述密封槽内装有第三密封圈4-6实现端面密封，所述圆柱凸台插入到冷冻缸2内部。所述阀体4-1上加工有四台台阶孔，所述四个台阶孔内穿入到冷冻缸2前凸台上的四个螺柱，所述紧固螺母4-4插入到阀体4-1上的台阶孔，紧固螺母4-4与冷冻缸2前出台上的螺柱连接。所述阀体4-1上加工有出液阀孔，所述出液阀孔一端加工有连接凸台，所述造型帽4-5扣入到所述连接凸台。所述出液阀杆4-3为圆柱形，所述出液阀杆4-3上加工有密封沟槽，所述密封沟槽内安装有所述第二密封圈4-2（o型密封圈）。所述出液阀杆4-3的一端为锥形，另一端加工有长圆孔，所述上圆孔上连接有圆柱销，所述出液阀杆4-3的锥形端插入到阀体4-1中。

如图5，所述进料机构5包括进料管5-4、电磁阀5-3、进料漏斗5-2和盖子5-1。所述进料管5-4的下端焊接于冷冻缸2内缸的上部，上端加工有螺纹。所述电磁阀5-3的两端均加工有内螺纹，所述电磁阀5-3的下端内螺纹与所述进料管5-4上端的螺纹进行连接。所述进料漏斗5-2为倒锥形，所述进料漏斗5-2的下端焊接有圆柱状管路，所述管路上加工有外螺纹，该外螺纹与电磁阀5-3上端的内螺纹进行连接。所述盖子5-1位于进料漏斗5-2的上部，所述盖子5-1上安装有握持手柄5-5。

如图6和7，所述出料驱动机构6包括第一推杆6-5和第二推杆6-6，所述第一推杆6-5用于驱动所述出液阀杆4-3动作、打开出料机构4，所述第二推杆6-6用于驱动所述活塞式刮刀机构3在冷冻缸2中往复移动。所述第一推杆6-5和第二推杆6-6均为由电机驱动的电动推杆。

具体的，机架1上安装有l型的安装板6-8，安装板6-8固定在冷冻缸2上的发泡板上。所述第二推杆6-6安装在安装板6-8上。第二推杆6-6的活动端连接有移动板6-7，该移动板6-7与所述活塞式刮刀机构3的定活塞3-1的第一导向筒固定连接，带动整个活塞式刮刀机构3在冷冻缸2中直线往复移动。

所述安装板6-8的立板上设有开口，第二推杆6-6尾端自带有安装连接孔，安装连接孔位于所述开口处。所述出料驱动机构6还包括复位弹簧6-2和打料手柄6-1。所述打料手柄6-1与第二推杆6-6上的安装连接孔转动连接。打料手柄6-1的末端设有u型槽，该u型槽与所述出液阀杆4-3顶端的圆柱销相配合。当打料手柄6-1转动时，带动出液阀杆4-3上下移动，实现出料机构4的开闭。所述复位弹簧6-2一端与所述安装板6-8相连接、另一端与打料手柄6-1相连接。

第一推杆6-5安装在机架1上，其前侧还安装有第一支架6-4，所述第一支架6-4的立板上开设有小孔。

所述出料驱动机构6还包括拉筋线6-3，拉筋线6-3外侧有柔性套管，所述套管的一端贴紧第一支架6-4的小孔处，所述套管的另一端贴紧安装板6-8。所述拉筋线6-3一端与第一推杆6-5的伸缩杆相连接，另一端与打料手柄6-1相连接。从而所述第一推杆6-5收缩时，可以通过拉筋线6-3拉动打料手柄6-1，向上提起出液阀杆4-3。第一推杆6-5伸长时，复位弹簧6-2推动打料手柄6-1复位、下压出液阀杆4-3，从而实现出料机构4的开闭控制。

所述活塞启闭机构7设置在移动板6-7上，在第二推杆6-6的作用下跟随所述活塞式刮刀机构3同步移动。

所述活塞启闭机构7用于驱动所述动活塞3-3转动，实现活塞式刮刀机构3的状态转换。

具体的，所述活塞启闭机构7包括电磁铁7-1和摆动杆7-4，所述摆动杆7-4一端通过销钉7-2与所述电磁铁7-1转动连接、另一端的条形槽则与所述动活塞3-3的导向杆左端上的扁口相连接。所述电磁铁7-1用于通过摆动杆7-4驱动动活塞3-3相对于定活塞3-1转动。所述动活塞3-3的导向杆的左端还设有螺纹孔，该处通过第二螺钉7-7安装有挡片7-6，实现定活塞3-1和动活塞3-3之间的轴向定位。

所述活塞启闭机构7还包括用于检测摆动杆7-4位置的光电开关7-5，光电开关7-5安装在第二支架7-3上，第二支架7-3焊接在移动板6-7上。光电开关7-5一端为u型开口，所述u型开口朝下，摆动杆7-4在摆动的过程中会深入或离开所述光电开关7-5的u型口，从而对其位置进行检测，判断当前动活塞3-3与定活塞3-1之间的相对角度，继而确认活塞处于开启状态还是关闭状态。

冰淇淋机工作过程如下：

1、冰淇淋机上电后会自动复位，此时各功能件的状态为：推拉电磁铁7-1处于失电状态，第二推杆6-6为收缩状态（活塞位于冷冻缸2头部，靠近出液阀体4-1一侧），第一推杆6-5为伸出状态（弹簧复位，出液阀杆4-3处于低位，出料机构4处于关闭状态），电磁阀5-3处于失电状态（关闭状态），制冷系统处于失电状态，液晶屏处于待机画面，显示冷冻缸2内温度。

2、将冰淇淋奶浆倒入漏斗，点击液晶屏上的自动功能，冰淇淋机此时的动作状态为：电磁阀5-3处于得电开启状态，5秒钟（可设置）后失电关闭。

3、第二推杆6-6启动，带动活塞式刮刀机构3（处于开启状态）进行直线往复运动（推杆电机内部集成有位置控制信号，通过光电开关7-5判断活塞的开启关闭状态），对物料进行搅拌，3秒钟（可设置）后制冷系统启动；冷冻缸2开始制冷，此时系统会检测第二推杆6-6的电机电流变化，从而判断冰淇淋的制作进度，并在液晶屏上显示。制冷完成后，液晶屏会进行相应提示，同时制冷系统停止运行。3秒钟（可设置）后第二推杆6-6停止工作并停止在伸出状态（活塞远离出液阀处）。

当冰淇淋制作完成后，液晶屏上会出现提示，同时冰淇淋机上的出料按键会亮起，此时按下此键就可以自动打出冰淇淋。如果此时没有收到出料信号（未按下按键），则在7分钟（可设置）后，第二推杆6-6和制冷系统重复步骤3，再次对物料进行搅拌。

4、按下出料按键后：首先电磁阀5-3得电开启，打开出料机构4，然后电磁铁7-1会得电，将活塞切换为关闭状态，光电开关7-5收到信号传给控制系统，控制系统进一步控制第一推杆6-5进行收缩动作，出液阀杆4-3抬起，抬起到位后，控制系统控制第二推杆6-6收缩，将冰淇淋将从冷冻缸2内推出。

推出动作完成后，冰淇淋机自动转入到如步骤1所述的复位状态，准备进行下一次制作。

清洗冰淇淋机的步骤与制作冰淇淋的步骤基本一致，区别主要在于：1、无需启动制冷系统；2、加入冰淇淋原料改为加入清洗水。

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