УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ СКОРЛУПЫ ОРЕХОВ Российский патент 1998 года по МПК A23N5/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к устройствам для разрушения и отделения скорлупы орехов, а в особенности - к наименее отработанному типу устройств, пригодных для обработки грецких орехов. В последнем случае устройство пригодно для сортов с любой твердостью скорлупы и непрочностью ядра, но непригодно для плодов, ядро которых вросшее в лабиринты скорлупы.

Известны машины и устройства, для очистки плодов и разрушения скорлупы орехов, главным образом мелких видов (фундука, лещины, миндаля, кедровых), где для осуществления рабочих процессов используются динамические силы.

Например, в машине (авт. св. N 1584892, кл. A 23 N 5/00) используются соударения представителей обмолачиваемой массы с пальцами молотильного устройства.

Назначение этой машины отличается от назначения предлагаемого устройства, поэтому оно упомянуто здесь не для критики, а с целью указания общего признака - наличия агрегата для создания воздушного потока.

Принцип действия устройства для разрушения скорлупы орехов (авт. св. N 1237160, кл. A 23 N 5/00) также основан на использовании кинетической энергии, сообщаемой струей эжектирующего газа. Условия разрушения скорлупы и удовлетворительного сохранения целости ядра в этом процессе зависят от многих факторов (различная влажность представителей обрабатываемого материала, различная естественная прочность их скорлупы, различная ориентация в пространстве в момент соударения с декой).

Кроме того, процесс малопроизводительный в связи с одиночной подачей орехов, энергоемкий из-за необходимости расходования сжатого воздуха и неокончательный, так как не предусматривает разделения продуктов (скорлупы и ядра).

Устройство для обрушивания масличных семян (авт. св. N 908312, заявка N 2974802, кл. A 23 N 7/00) рассматривается потому, что имеет общие конструктивные признаки: вертикальный цилиндрический корпус, диски с радиальными каналами, вертикальный вал привода.

По той же причине, как имеющая загрузочный бункер, закрепленный на корпусе, выводящий патрубок и дисковый ротор, рассматривается машина для обрушивания преимущественно плодовых косточек по авт. св. N 760932 (рубрика A 23 N 5/00).

В качестве прототипа выбрано устройство для разрушения скорлупы орехов (заявка РФ N 93031370/13 от 28.05.93 г., кл. 6 A 23 N 5/00). Устройство предназначено для разрушения скорлупы мелких орехов (фундука, лещины, миндаля), содержит загрузочный бункер с установленным в нижней его части с возможностью вращения диском, разгонно-направляющий механизм и деку.

Принцип действия устройства основан на использовании кинетической энергии, как и в ранее упоминаемых аналогах. Использование в прототипе для разрушения скорлупы кинетической энергии ставит в зависимость качество протекания этого процесса от многих факторов, как указывалось для аналога по авт. св. N 1237160.

Прототип не предназначен для обработки крупных (например, грецких) орехов, которые имеют прочную скорлупу и непрочное ядро, в связи с чем при обработке с помощью прототипа ядро подвергается дроблению и в тех случаях, когда скорлупа остается целой.

В прототипе скорлупа не выносится отдельно от ядра.

Оправдание применения некоторых терминов. Представитель обрабатываемого материала. Так как обрабатываемый материал состоит из сравнительно крупных предметов (например, грецких орехов), они однородны только по наименованию, но существенно отличаются свойствами (размерами, формой, прочностью скорлупы, влажностью, степенью врастания ядра в скорлупу), что приходится учитывать при обработке материала и в пояснениях к некоторым деталям процесса.

Мелкая фракция (и фракция вообще) ядра. В процессе разрушения скорлупы вследствие различной прочности ядер и совпадения неблагоприятных случаев их механического взаимодействия с окружающими предметами наблюдается дополнительное дробление ядер с получением частей самых различных размеров. В процессе разделения это существенно влияет на рабочий процесс и требует своих условий отделения, что дает основания считать их фракциями.

Фрагменты скорлупы. В процессе разрушения скорлупы размеры, форма ее частей и осколков различны и по этой причине подвергаются воздействию при разделении по-разному. Поэтому считать их просто скорлупой и характеризовать как однообразный продукт недостаточно.

Разделяемые продукты - фракции рушанки, которые в данном процессе являются полезными (ядро) или отходами (скорлупа).

Рабочие поверхности дисков - поверхности, соприкасающиеся с обрабатываемым материалом и при этом оказывающие механическое воздействие при дроблении и подаче материала.

Периферия диска - часть с наибольшим диаметром.

В основу изобретения поставлена задача в устройстве для разрушения скорлупы орехов, имеющем вертикальный приводной вал с закрепленным на нем диском, путем введения второго диска, закрепленного на корпусе и имеющего рабочую поверхность в виде внутренней поверхности усеченного конуса, и осевого вентилятора для создания воздушного потока, обеспечить высокую производительность процесса разрушения и отделения (что вошло в название предлагаемого устройства) скорлупы орехов, в том числе грецких.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном устройстве, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, закрепленный на нем загрузочный бункер и привод с вертикальным валом, на котором закреплен рабочий диск, агрегат для создания потока воздуха и закрепленные на корпусе цилиндрические облегающие корпус короба с отводящими патрубками, согласно изобретению корпус содержит серии окон для поступления воздуха и выноса продуктов разделения, равномерно расположенных по окружности, в верхней части корпуса неподвижно закреплен верхний диск, внутренняя рабочая поверхность которого имеет форму усеченного конуса с пологими образующими и снабжена радиальными пазами прямоугольной в сечении формы с впадинами, параллельными образующим, торцовая рабочая поверхность закрепленного на валу привода нижнего диска снабжена пазами прямоугольной в сечении формы, а также канавкой с закругленным во впадине профилем в виде архимедовой спирали, открытой у периферии диска, при этом количество радиальных пазов на рабочих поверхностях верхнего и нижнего дисков различное, некратное и меньшее на нижнем диске, на нижнем диске закреплена крыльчатка, расположенная под камерой разделения, имеющей кольцевую форму, дно коробов сбора продуктов разделения наклонное, причем участок дна короба для отвода скорлупы выполнен сетчатым.

Устройство закреплено на основании (фундаменте) посредством нежестких штанг круглого сечения, количество которых минимально.

На чертеже показано предлагаемое устройство с обозначением основных элементов и параметров.

На корпусе 1, изображенном в разрезе и заштрихованным, имеющем серию верхних окон 2 для выхода обломков скорлупы и нижних окон 3 для выхода ядра, закреплен верхний (неподвижный) диск 4, нижняя рабочая поверхность которого представляет собой усеченный конус с пологими образующими. Диск имеет центральное отверстие 5 для подачи обрабатываемого материала. На упомянутой поверхности диска изготовлены радиальные пазы 6 прямоугольной в сечении формы с впадинами, параллельными образующим конуса.

На нижней части корпуса 1 прикреплен привод 7 (например, электродвигатель) с валом, на котором закреплен диск 8, имеющий на верхней (рабочей) поверхности радиальные пазы 9 прямоугольной в сечении формы и, кроме того, канавку 10 с загругленным во впадине профилем, представляющую собой восходящую (зависит от направления вращения привода) спираль Архимеда, берущую начало ближе к центру диска и открытую на его периферии.

Для обеспечения более равномерной нагрузки на привод количество радиальных пазов на рабочих поверхностях неподвижного 4 и закрепленного на валу привода диска 8 взаимно некратное, причем количество пазов на диске 8 меньше для повышения эффективности спиральной канавки 10.

На диске 8 прикреплена крыльчатка 11 с лопастями 12, создающими поток воздуха при работе привода для раздельного выноса продуктов обработки материала.

На корпусе закреплен также загрузочный бункер 13, облегающий корпус короб 14 с наклонным дном для сбора скорлупы с отводящим патрубком 15 и сетчатым участком дна 16 для отсеивания мелкой фракции ядра, а также подобный коробу 14 короб 17 с отводящим патрубком 18 для сбора и отвода крупной фракции ядра. Для сбора мелкой фракции служит поддон 19.

Устройство закреплено на двух штангах 20 круглого сечения, прикрепленных к основанию (фундаменту) 21.

Серия окон 22 в корпусе предназначена для поступления воздуха из атмосферы на лопасти крыльчатки.

Расстояние A между рабочими поверхностями дисков 4 и 8 ближе к их центральным осям выбрано больше вероятно наибольшего размера представителей обрабатываемого материала для возможности их беспрепятственного попадания в пространство между дисками, а расстояние B между рабочими поверхностями тех же дисков у периферии выбрано меньше вероятно наименьшего размера представителей материала для достижения гарантированного разрушения скорлупы. В соответствии с этим для устройства, предназначенного обрабатывать крупные, например, грецкие орехи расстояния A и B устанавливаются большими, а для более мелких видов - меньшими, что также требует изменения угла наклона образующих конической рабочей поверхности диска 4, изменения размеров радиальных пазов на дисках, шага и глубины спиральной канавки на рабочей поверхности диска 8.

Полость разделения C представляет собой кольцо прямоугольной в сечении формы и имеет на всем протяжении одинаковые размеры.

Устройство работает следующим образом.

При вращении диска 8 обрабатываемый материал, поступающий из бункера 13, спиральной канавкой 10 на рабочей поверхности диска 8 втягивается в пространство между дисками 4 и 8, а поскольку расстояние между дисками к их периферии уменьшается, представители материала подвергаются сжатию и притом попеременно в различных направлениях, так как обкатываются по спиральной канавке и периодически попадают в радиальные пазы на дисках. Следовательно, разрушение скорлупы происходит от статических усилий и притом принудительно (расстояние между дисками неизменно), без излишней деформации плодов, что способствует сохранению целости ядра и повышению качества процесса.

Рушанка поступает в полость разделения C корпуса, где подвергается воздействию потока воздуха, создаваемого лопастями 12 крыльчатки 11.

Так как фрагменты скорлупы и мелкие фракции ядра имеют сравнительно более развитую поверхность, чем крупные фракции ядра, то несмотря на практически равный удельный вес разделяемых продуктов, воздушный поток более эффективно воздействует на осколки скорлупы и мелкие фракции ядра, вынося их из полости разделения C через верхние окна 2. Более крупные фракции ядра выносятся через нижние окна 3.

Разделение рушанки с очень близкими физико-механическими свойствами компонентов (удельный вес, обтекаемость) достигается за счет рассосредоточения компонентов движущейся рушанки в сравнительно большом пространстве полости разделения C. При этом компоненты движутся на достаточном расстоянии друг от друга, не создавая взаимных помех движению.

Мелкие фракции ядра, как указывалось, выносятся вместе со скорлупой, и для предотвращения их потерь просеиваются через сетку участка дна 16 в нижней части короба 14, попадая в поддон 19 или в другое приспособление аналогичного назначения.

Закрепление основной части устройства с помощью двух равножестких в различных направлениях штанг 20 не исключает вибрацию работающего устройства, что используется для предотвращения заторов при подаче обрабатываемого материала из бункера и улучшения условий отвода продуктов разделения через короба.

Использование: для разрушения и отделения скорлупы орехов, в особенности для обработки грецких орехов. Сущность изобретения: в устройстве разрушение скорлупы происходит от сдавливания плодов двумя дисками со специальным профилем рабочих поверхностей, а расстояние между ними задано в соответствии с размерами плодов подлежащего отделению скорлупы вида орехов. В процессе разрушения скорлупы плоды изменяют свое положение в пространстве, в результате подвергаются сжатию попеременно в различных направлениях, что способствует лучшему дроблению скорлупы при сохранении целости ядра. Для отделения ядра от скорлупы служит осевой вентилятор, крыльчатка которого закреплена на вращающемся рабочем диске устройства, а мелкая фракция ядра отделяется от скорлупы на сетчатом участке дна короба отвода скорлупы. Такая конструкция устройства позволит обеспечить высокую производительность процесса разрушения и отделения скорлупы орехов. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для отделения скорлупы орехов, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, закрепленный на нем загрузочный бункер и привод с вертикальным валом, на котором закреплен рабочий диск, агрегат для создания потока воздуха и закрепленные на корпусе цилиндрические облегающие корпус короба с отводящими патрубками, отличающееся тем, что корпус содержит серии окон для поступления воздуха и выноса продуктов разделения, равномерно расположенных по окружности, в верхней части корпуса неподвижно закреплен верхний диск, внутренняя рабочая поверхность которого имеет форму усеченного конуса с пологими образующими и снабжена радиальными пазами прямоугольной в сечении формы с впадинами, параллельными образующим, торцевая рабочая поверхность закрепленного на валу привода нижнего диска снабжена радиальными пазами прямоугольной в сечении формы, а также канавкой с закругленным во впадине профилем в виде архимедовой спирали, открытой у периферии диска, при этом количество радиальных пазов на рабочих поверхностях верхнего и нижнего дисков различное, некратное и меньшее на нижнем диске, на нижнем диске закреплена крыльчатка, расположенная под камерой разделения кольцевой формы, дно коробов сбора продуктов разделения наклонное, причем участок дна короба отвода скорлупы выполнен сетчатым. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно закреплено на основании (фундаменте) посредством нежестких штанг круглого сечения, количество которых минимально.