УСТРОЙСТВО РАСКАЛЫВАНИЯ КЕДРОВОГО ОРЕХА Российский патент 2002 года по МПК A23N5/00 A23N5/08 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для раскалывания скорлупы кедрового ореха (далее ореха) и получения очищенного от скорлупы ядра.

Известны способы раскалывания ореха, заключающиеся в термической обработке ореха, т.е. нагреве его до высокой температуры с последующим механическим разрушением скорлупы (см. патент SU 1797622, А 23 N 5/00, 1990 г., RU 2111686, А 23 N 5/00, 1996 г.). Недостатком этих способов является высокая энергоемкость процесса и ухудшение качественных характеристик получаемого продукта в связи с термическим воздействием на него.

Известно устройство для разрушения скорлупы орехов (см. SU 1237160, А 23 N 5/00, 1984 г.), содержащее корпус, загрузочный бункер, деку, разгонно-направляющий механизм, в котором орех разгоняется и ядро ореха высвобождается. Данное устройство малопроизводительно в связи с поштучной подачей орехов, энергоемко из-за необходимости применения сжатого воздуха.

Известна машина для раскалывания орехов (см. RU 2101986, А 23 N 5/00, 1996г. ), содержащая бункер, раму, калибровочные ролики и дробильное устройство. Раскалывание скорлупы ореха происходит между дробильными валками, имеющими продольные канавки, после прохождения ореха через калибровочные валки. Зазор между калибровочными и дробильными валками регулируется. Данная машина эффективно работает только при условии тонкой (до 29 фракций) многоступенчатой калибровки ореха, что делает машину малопроизводительной и энергоемкой.

Наиболее близким устройством по совокупным признакам к заявленному является "Устройство для отделения скорлупы от орехов" (см. RU 2111687, А 23 N 5/00, 1997г.) - принято за прототип.

Основные узлы: вертикальный цилиндрический корпус, выполняющий роль рамы, загрузочный бункер, привод с вертикальным валом, на котором закреплен нижний диск, осевой вентилятор, короб с наклонным дном и сетчатым участком дна.

Раскалывание скорлупы ореха происходит от сдавливания плодов двумя дисками со специальным профилем рабочих поверхностей, зазор между которыми регулируемый и устанавливается в зависимости от размеров калиброванного предварительно ореха, подлежащего отделению скорлупы.

В процессе раскалывания скорлупы орех изменяет свое положение в пространстве, в результате подвергается сжатию попеременно с различных сторон и разрушается. Ядро от скорлупы отделяется с помощью обдува осевым вентилятором, а от мелкой фракции - на сетчатом участке дна короба отвода скорлупы.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится:
- подача ореха в рабочее пространство нерегулируемая, в результате возможно переполнение рабочего пространства между дисками, а следовательно, повышение энергоемкости и количества травмированного ядра;
- конфигурация кедрового ореха такова, что для раскалывания скорлупы необходимо подавать его в пазы струйно поштучно ориентированным вдоль длинной оси;
- качественное отделение ядра от скорлупы невозможно путем одноразового пропуска через воздушную струю, для этого применяются специальные аспирационные установки, что не является предметом рассмотрения в предлагаемом изобретении.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - создать устройство, обеспечивающее высокую производительность раскалывания ореха при пониженном уровне энергозатрат и хорошем качестве полученного ядра ореха.

Технический результат - создано устройство для раскалывания ореха, обладающее повышенной производительностью и пониженным уровнем энергозатрат.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем раму, загрузочный бункер, вертикальный вал, нижний подвижный и верхний неподвижный диски с радиальными пазами и привод, имеются следующие особенности:
1. На подвижном диске установлено подающе-ориентирующее устройство, а на неподвижном диске - регулировочная шайба и кронштейны, на которых гибкими тягами закреплен виброблок, снабженный ситом и отводным лотком.

Таким образом, регулировочная шайба регулирует поток ореха, идущий из бункера, а подающе-ориентирующее устройство не только подает орех на подвижный диск, но и ориентирует его по направлению длинной оси. Вибролоток подает массу расколотого ореха на сито, где расколотый орех через сито попадает в одну тару, а нерасколотый - через отводной лоток в другую.

2. Подающе-ориентирующее устройство состоит из шнека, направляюще-ориентирующих желобов, подведенных к пазам подвижного диска и имеющих V-образную форму с радиусом при вершине не более 1/2 среднестатистической максимальной ширины ореха.

За счет V-образной формы желобов с указанным выше радиусом при вершине, под воздействием центростремительных сил (корриолисового и центробежного ускорений) орех ориентируется только по длине и струйно подается в пазы подвижного диска поштучно, где и происходит раскалывание скорлупы ореха в продольном направлении без травмирования ядра.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного устройства раскалывания кедрового ореха, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного устройства раскалывания кедрового ореха, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного устройства раскалывания кедрового ореха преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На чертежах представлено: на фиг.1 изображено устройство раскалывания кедрового ореха (общий вид), на фиг.2 а, б - сечения А-А и Б-Б, на фиг.3 - вид В.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного результата заключаются в следующем: устройство раскалывания кедрового ореха состоит из рамы 1 (см. фиг.1), в верхней части которой посредством кронштейнов 2 закреплен неподвижный диск 3, а в нижней части - подшипниковая опора 4 с вертикальным валом 5, на котором расположен подвижный диск 6 (см. фиг.1, 2, 3), при этом неподвижный диск 3 и подвижный диск 6 имеют идентичные радиально расположенные по их периметру пазы 7. На подвижном диске 6 установлено подающе-ориентирующее устройство 8 (см. фиг. 2), состоящее из шнека 9 и подающе-ориентирующих желобов 10, имеющих V-образную форму и подведенных радиально к пазам 7 подвижного диска 6. На неподвижном диске 3 смонтирован приемный бункер 11 (см. фиг.1) с регулировочной шайбой 12. К кронштейнам 2 неподвижного диска 3 на гибких тягах 13 крепится вибролоток 14 с ситом 15 и отводным лотком 16. Вибролоток 14 приводится в возвратно-поступательное движение кулачком 17 роликового копира 18 и пружиной 19. Регулирование зазора между неподвижным диском 3 и подвижным диском 6 осуществляется посредством винта 20 путем перемещения подвижного диска 6 вдоль вертикальной оси. Вращательное движение подвижному диску 6 (см. фиг.3 - стрелкой показано направление вращения) передается от привода 21 (см. фиг. 1), состоящего из электродвигателя 22, шкивов 23, 24 и ремня 25.

Устройство раскалывания кедрового ореха работает следующим образом: винтом 20 устанавливается необходимый зазор между верхним неподвижным диском 3 и нижним подвижным диском 6, соответствующий обрабатываемой фракции предварительно прокалиброванного ореха (например, калибровка на 5-6 фракций с разницей в размерах, равной 0,5 мм). На вибролоток 14 устанавливается сито 15 с размером щелевых отверстий на 0,5-0,6 мм меньше, чем минимальный размер фракции ореха, подготовленного к раскалыванию. При запуске двигателя 22 привода 21 посредством шкивов 23, 24 и ремня 25 приводится во вращение подвижный диск 6. Орех, засыпанный в приемный бункер 11, шнеком 9 подающе-ориентирующего устройства 8 через регулировочную шайбу 12 дозировано подается на вращающийся подвижный диск 6 и под действием центростремительных сил попадает в подающе-ориентирующие желоба 10, в которых благодаря своему профилю ориентируется вдоль своей большой оси (по длине) и движется струйным потоком в пазы 7 подвижного диска 6. При совмещении загруженного паза 7 подвижного диска 6 с идентичным пазом 7 неподвижного диска 3 происходит процесс раскалывания скорлупы ореха. Раскалывание скорлупы ореха благодаря его ориентированному попаданию в пазы 7 дисков 3, 6 происходит в продольном направлении без травмирования ядра ореха. Расколотый орех, продвигаясь по наклонной плоскости вибролотка 14, смонтированного на установленных на раме 1 кронштейнах 2, посредством гибких тяг 13 и получающего возвратно-поступательные движения от роликового копира 18 за счет вращения кулачка 17 с валом 5, находящимся в подшипниковой опоре 4, и пружины 19, попадает на сито 15. На сите 15 масса разделяется на расколотую, состоящую из скорлупы с ядрами, и нерасколотую (~ 3-5%). Расколотая масса проваливается сквозь сито 15 и ссыпается в приемную тару или поступает в аспирационное устройство, где ядро отделяется от скорлупы, а нерасколотый орех по ситу 15 скатывается по отводному лотку 16 в другую тару, откуда по мере накопления направляется в приемный бункер 11 для последующего раскалывания.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства раскалывания кедрового ореха следующей совокупности условий:
- устройство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в пищевой промышленности для получения ядер ореха в чистом виде и продуктов его глубокой переработки, например кедрового масла, пищевого белкового продукта и др.;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность осуществления изготовления с помощью известных средств и методов;
- устройство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, что подтверждено испытаниями опытного образца устройства, вес которого составил около 90 кг, производительность 100 кг/ч, затраты электроэнергии 1,5 кВт/ч.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение предназначено для использования при переработке собранных кедровых орехов путем раскалывания скорлупы. Устройство раскалывания кедрового ореха содержит раму, загрузочный бункер, нижний подвижный диск с подающе-ориентирующим устройством и верхний неподвижный диск с регулировочной шайбой и кронштейнами. На кронштейнах гибкими тягами закреплен вибролоток. Последний снабжен ситом и отводным лотком. Изобретение обеспечивает повышение производительности и понижение уровня энергозатрат. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство раскалывания кедрового ореха, содержащее раму, загрузочный бункер, вертикальный вал, нижний подвижный и верхний неподвижный диски с радиальными пазами и привод, отличающееся тем, что на подвижном диске установлено подающе-ориентирующее устройство, а на неподвижном диске - регулировочная шайба и кронштейны, на которых гибкими тягами закреплен вибролоток, снабженный ситом и отводным лотком. 2. Устройство раскалывания кедрового ореха по п.1, отличающееся тем, что подающе-ориентирующее устройство состоит из шнека, направляюще-ориентирующих желобов, подведенных к пазам подвижного диска и имеющих V-образную форму с радиусом при вершине не более 1/2 среднестатистической максимальной ширины ореха.