[发明专利]用于切削软质材料的超声系统和方法以及所使用的超声角刀

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月1日提交的美国专利申请No.13/078,064以及2010年4月12日提交的美国临时专利申请No.61/323,053的优先权。上述申请的全部公开以引入的方式纳入本文。

技术领域

本公开涉及用于切削食品的超声系统。

背景技术

本部分提供了不一定是现有技术的涉及本公开的背景信息。

已知用于切削例如食品和合成泡沫之类的软质材料的超声系统。

参考图1，示出了用于切削例如食品和合成泡沫之类的软质材料的典型的超声系统100的模型。如此处所使用的，“软质材料”指的是在轻微压力下易于变形并且倾向于通过压缩抵抗向下的切削动作而不是被切削。尽管能够使用具有锯齿状边缘的刀片通过前后的“锯切”动作来切削这些材料，但是这样会产生过多切削碎屑和粗糙的切削边缘。使用具有水平的且平滑的边缘的刀片通过锯切切削动作也会产生一定程度上过量的切削碎屑和粗糙的切削边缘，并且该软质材料还倾向于压缩而不是被切削。应当理解，这种软质材料能够包括：具有硬外壳或者硬皮和软质的内部的材料，例如特定类型的面包；以及不具有这种硬皮的材料，例如软质的海绵状食品。超声系统100的典型的部件包括电源101、联接于增强器104的超声换能器102，该增强器104联接于超声角刀106，有时称超声角刀106为超声剪切刀片。由超声换能器102将来自电源101的电能转换成机械能。超声换能器102、增强器104和超声角刀106全部机械地调整成与电源电力输入频率匹配。在超声换能器102中转换的机械能通过增强器104传输至超声角刀106用以超声地振动超声角刀106。在操作中，向超声系统100供电并且超声振动角刀106向下移动进入容纳在切削板110上的材料108，该角刀106的边缘112切削材料108。切削板110可包括用于刀片106的间隙槽114。

用于切削软质材料的现有技术的超声系统已利用具有水平的、平滑边缘以及锯齿状边缘的角刀。具有水平的、平滑边缘的角刀在轴向(上下)切削动作下(此处称作“冲入式切削(plunge cut)”)或者在前后的锯切动作下振动。如上所讨论的，当使用具有水平的、平滑边缘的角刀时，软质材料倾向于压缩而不是被切削。已经在前后锯切动作下使具有锯齿状边缘的角刀振动。然而，具有锯齿状边缘的角刀不在上下切削动作下振动。当使用前后锯切动作时，例如天使蛋糕、软面包三明治、磅饼、硬皮/软质的面包和面包卷以及软质合成泡沫的软质材料，当与超声振动的角刀106接触时，由于与角刀106接触的材料108的表面积大，所以倾向于弯曲或挤压，特别是当使用具有锯齿状边缘的刀片时尤为如此。如上所讨论的，这样产生了过多的切削碎屑以及粗糙的切削边缘。

发明内容

本部分提供了本公开的总体概述，并且不是其全部范围或者其全部特征的全面讨论。

用于切削软质材料的超声系统和方法，所述超声系统具有超声换能器，该超声换能器使具有锯齿状边缘的至少一个角刀轴向地振动，从而使得当将角刀移动入待切削的材料时，角刀在进出待切削材料的方向上振动以便进行冲入式切削。该待切削的软质材料放置在超声系统中并且角刀移动进入和穿过待切削材料。

在一方面，角刀的锯齿状边缘具有多个具有锋利尖端的锯齿，当角刀轴向地振动时，该锯齿轴向地振动。在一方面，超声角刀的锯齿状边缘是平直的。在一方面，锯齿状边缘是凸的。在一方面，锯齿状边缘是凹的。

在一方面，角刀的锯齿状边缘是V形形状，该锯齿状边缘的左侧部和右侧部在锯齿状边缘的中央的锋利尖端处相接。在一方面，角刀的锯齿状边缘具有凹形的引导部，所述凹形的引导部起始于形成它们相接处的锋利尖端的角刀的边缘的左侧部和右侧部。

在一方面，角刀以20kHz至60kHz范围内的频率振动。

从此处所提供的说明中，另外的适用领域将变得显而易见。在本概述中的说明和特定示例仅旨在为了举例说明的目的并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

此处所描绘的附图仅为了图示所选实施方式、而非所有可能的实施的目的，并且不旨在限制本公开的范围。

图1是现有技术的超声切削系统的示意图；

图2是根据本公开的方面的超声切削系统的示意图；

图3是图2的超声切削系统的超声角刀的立体图；

图4是根据本公开的方面的超声角刀的另一实施方式的立体图；

图5是根据本公开的方面的超声角刀的另一实施方式的立体图；