УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПЛОДОВ БАХЧЕВЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2004 года по МПК A23N7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к оборудованию для консервной и пищевой промышленности и специализированных хозяйств агропромышленного комплекса, снабженных устройствами для мойки и очистки корнеклубнеплодов и плодов бахчевых культур.

Известно устройство для снятия кожуры с плодов, содержащее корпус, установленные в нем с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и с образованием ячейки для плода узел вращения, состоящий из двух валов, и прижимной узел, включающий вал со свободно размещенной на нем втулкой, режущий инструмент в виде пакета фрез, расположенных на гибком валу, душирующее приспособление, подводящий и отводящий лотки, питатель и сборник отходов, в котором, с целью повышения надежности работы, узел вращения размещен в нижней части, причем втулка прижимного узла имеет фигурную форму и выполнена из упругого эластичного материала, а прижимной узел оснащен средством для ограничения перемещения вала в вертикальной плоскости, содержащим направляющую с регулируемым по высоте упором (SU, авторское свидетельство 16307767, М. кл. ⁵ А 23 N 7/00. Устройство для снятия кожуры с плодов/ В.А. Курилов (СССР). Заявлено 01.03.1989, опубл. 28.02.1991).

К недостаткам описанного устройства относятся малая производительность, вызванная порционной (поштучной) загрузкой (подачей) плодов, высокая себестоимость и низкое качество удаления кожуры с поверхности плодов.

Известна также машина для очистки плодов, содержащая транспортирующее устройство, рабочий орган с зубчатой поверхностью, шарнирно закрепленный одним концом и смонтированный с возможностью регулирования угла поворота. Устройство для проталкивания плодов относительно рабочего органа, приспособления для отвода кожуры и очищенных плодов и привод, в которой, с целью повышения производительности и качества очистки, транспортирующее устройство имеет форму желоба, рабочий орган кинематически связан с ним и состоит из пакета дисковых фрез, поверхности которых образуют гиперболоид вращения, причем шарнирно закрепленный конец рабочего органа расположен с боковой стороны транспортирующего устройства с возможностью поворота пакета фрез в горизонтальной плоскости, а фрезы установлены таким образом, что их зубья образуют винтовые линии вдоль оси вращения пакета, при этом устройство для проталкивания плодов установлено с возможностью синхронного поворота вместе с рабочим органом и представляет собой пневмоцилиндр со штоком, на конце которого закреплен элемент с вогнутой поверхностью для удержания и проталкивания плода в процессе очистки (SU, авторское свидетельство 1613104, М.кл. А 23 N 7/00. Машина для очистки плодов /В. А. Курилов (СССР). Заявлено 24.10.1988, опубл. 15.12.1990).

Несмотря на то, что машина снабжена транспортирующим устройством для перемещения плодов, она имеет небольшую производительность, а снимаемая кора имеет разную толщину. Очищенные плоды не соответствует требованиям современного производства.

Кроме вышеописанных средств известно устройство для снятия кожуры с плодов, содержащее режущий инструмент, включающий фрезу, установленную на приводном валу, в котором, с целью повышения качества и уменьшения отходов, режущий инструмент снабжен дополнительными фрезами, также установленными на валу, последний выполнен гибким, а все фрезы подпружинены (SU, авторское свидетельство 1554874, М. кл.⁵ А 23 N 7/00. Устройство для снятия кожуры с плодов /В.А. Курилов (СССР). Заявлено 30.03.1988, опубл. 07.04.1990).

К недостаткам данного устройства относятся низкая производительность и ограниченный спектр его использования.

Более близким аналогом к заявленному объекту относится устройство для очистки и мойки корнеклубнеплодов, содержащее установленную на раме ванну, последовательно расположенные в ней и приводимые во вращение в одном направлении абразивные валики с винтовой поверхностью, загрузочный и разгрузочный лотки, коллектор для подачи воды и привод, в котором, с целью повышения качества мойки и очистки корнеклубнеплодов, абразивные валики установлены параллельно загрузочному и разгрузочному отверстиям, а винтовая поверхность каждого из двух рядом расположенных валиков имеет противоположную навивку, при этом над абразивными валиками расположены щеточные барабаны, установленные с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения валиков (SU, авторское свидетельство 912131, М.кл.³ А 23 N 7/00. Устройство для очистки и мойки корнеклубнеплодов/ А.В. Смирнов, Л.П. Шуб, Е. Г. Рудый, И.И. Гупало (СССР). Заявлено 16.07.1980, опубл. 15.03.1982).

К недостаткам описанного устройства относятся низкое качество очистки поверхности плода и сложность конструкции.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту по совокупности признаков относится установка для очистки коры с плодов бахчевых культур, содержащая раму, бункер, приводной барабан со щетками на внутренней поверхности и установленная в полости барабана параллельно его оси вращения дополнительная щетка, транспортер очищенных плодов и транспортер для отгрузки отделенной коры (см. Информационный листок Волгоградского центра научно-технической информации 92-98. Установка для очистки коры и плодов бахчевых культур /Составители В.Г. Абезин, А.Н. Цепляев, В.П. Бороменский, М.Н. Шапров. - Волгоград, - 1998. - С.4).

К недостаткам данной установки относятся низкая техническая надежность очистного барабана, малая производительность и низкое качество очищенных плодов. Это вызвано несовершенством конструкции щеток и их поломок. Замена щеток сложна и трудоемка.

В качестве рабочего органа для очистки плодов бахчевых культур относится валец для первичной подработки корней лакрицы, содержащий привод для вращения корпуса с закрепленными на его поверхности лопастями, каждая из которых образована пакетом гибких элементов в виде отрезков металлического многожильного каната, установленных с возможностью изменения длины рабочих участков в расположенной параллельно оси вальца трубе с продольной прорезью, образующей цилиндрическую выемку для ограничения рабочей длины лопасти фиксатором гибких элементов, чередующиеся жесткие нажимные шайбы и цилиндрические втулки, выполненные из упругого материала и соединенные между собой посредством шпильки с гайками на ее резьбовых концах, при этом диаметр нажимных шайб меньше диаметра упругих втулок и меньше внутреннего диаметра цилиндрической выемки; угол охвата каждого гибкого элемента цилиндрической выемкой больше 180^o; корпус образован ориентированными параллельно оси вальца трубами и оппозитно установленными на их концах посредством дугообразных выборок фланцами с ведущей и ведомой цапфами и дисками (RU, патент 2150811, М.кл.⁷ А 01 D 33/00, А 23 N 7/00. Валец для первичной подработки корней лакрицы /Колганов А. В. , Салдаев А.М., Бородычев В.В., Рогачев А.Ф. (RU). - Заявка 99101698/13. Заявлено 25.01.1999. Опубл. 20.06.2000, бюл. 17 //Изобретения. Полезные модели. - 2000. - 17).

Замена щеток в установке для очистки коры с плодов бахчевых культур на лопасти, конструкция которых описана в патенте 2150811, дала свои положительные результаты. Однако неподвижная дополнительная щетка установки препятствует выполнению технологического процесса - равномерному и полному удалению кожуры с поверхности плодов бахчевых культур.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение качества очистки поверхности плодов бахчевых культур, включая и толстокорые плоды тыквы, и эксплуатационной надежности устройства.

Технический результат - упрощение конструкции, повышение срока службы, снижение затрат времени при переналадке для работы с другими сортами и видами плодов, энергозатрат и себестоимости очищенной продукции.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для очистки плодов бахчевых культур, содержащем раму, бункер, приводной барабан с щетками на внутренней поверхности и установленную в полости барабана дополнительную щетку, каждая из которых образована пакетом гибких элементов в виде отрезков металлического многожильного каната, установленных с возможностью изменения длины рабочих участков в расположенной параллельно оси вращения барабана трубе с продольной прорезью, образующей цилиндрическую выемку для ограничения рабочей длины лопасти фиксатором гибких элементов, чередующиеся жесткие нажимные шайбы и цилиндрические втулки, выполненные из упругого материала и соединенные между собой посредством шпильки с гайками на ее резьбовых концах, при этом диаметр нажимных шайб меньше внутреннего диаметра цилиндрической выемки, транспортер очищенных плодов и транспортер отделенной кожуры, согласно изобретению дополнительная щетка снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения, выполненным в виде вала с эксцентриками, связанными шатунами штангами с щеткой, при этом штанги размещены в вертикально ориентированной паре направляющих.

За счет того, что дополнительной щетке придано возвратно-поступательное вертикальное перемещение, достигается указанный выше технический результат.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично показано устройство для очистки плодов бахчевых культур, вид сбоку.

На фиг. 2 - то же, со стороны загрузки плодов (бункер условно демонтирован).

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.1, поперечное сечение щетки приводного барабана, у которой концы гибких элементов имеют разный вылет относительно оси шпильки.

На фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1, поперечное сечение щетки приводного барабана, у которой концы гибких элементов равноудалены от геометрической оси шпильки.

На фиг. 5 - сечение В-В на фиг.2, диаметральный разрез части приводного барабана.

На фиг.6 представлен привод возвратно-поступательного перемещения дополнительной щетки, вид со стороны подачи плодов бахчевых культур.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного технического решения, заключаются в следующем.

Устройство для очистки плодов бахчевых культур (см. фиг.1 и 2) содержит раму 1, бункер 2, приводной барабан 3 со щетками 4 на внутренней поверхности, дополнительную щетку 5, транспортер 6 для перемещения очищенных плодов и транспортер 7 для удаления отделенной коры с поверхности плодов бахчевых и др. культур.

Рама 1 сварной конструкции выполнена из гнутого профиля. Рама 1 снабжена тремя опорами, одна из которых выполнена регулируемой.

Бункер 2 установлен на раме 1 посредством стоек. Бункеру 2 придана форма, обеспечивающая равномерный поштучный сход плодов в полость вращающегося барабана 3. Одна из стенок бункера 2 снабжена подвижным щитком, позволяющим изменять живое сечение выходного отверстия бункера 2. Этим достигается равномерный сход и подача при изменении типа и размера плодов.

Приводной барабан 3 образован пакетом вертикальных дисков 8 и 9, взаимно соединенных трубами 10. Трубы 10 и диски 8 и 9 образуют сварной цилиндрический каркас. Диски 8 и 9 размещены на опорных роликах 11 и 12 и поджаты сверху парами прижимных роликов 13 и 14. Один из роликов (11) выполнен приводным (см. фиг.2).

В полости приводного барабана 3 на внутренней поверхности с равным шагом размещены щетки 4. Каждая из щеток 4 образована пакетом гибких элементов 15 в виде отрезков равной длины из многожильного стального каната диаметром 6 мм. Гибкие элементы 15 в трубах 10 установлены с возможностью изменения длины рабочих участков. Щетки 4 расположены параллельно оси вращения барабана 3. Гибкие элементы 15 смонтированы в трубах 10. В каждой трубе 10 выполнена продольная прорезь 16, образующая цилиндрическую выемку. Трубы 10 смонтированы в дисках 8 и 9 параллельно оси вращения барабана 3. Цилиндрическая выемка в каждой трубе 10 ограничивает рабочую длину лопасти 17 или 18 из гибких элементов 15. Гибкие элементы 15 в цилиндрической выемке каждой трубы 10 собраны с чередованием жестких нажимных шайб 19 и упругих цилиндрических втулок 20 (см. фиг.5). Цилиндрические втулки 20 выполнены из упругого материала и соединены между собой посредством шпильки 21 с гайками 22 на ее резьбовых концах 23 и 24. Диаметр нажимных шайб 19 меньше внутреннего диаметра цилиндрической выемки в трубах 10.

Удаление расчаленных концов гибких элементов 15 от оси шпильки 21 в зависимости от условий работы может быть установлено или неодинаковым (см. положение, изображенное на фиг. 3), или концы гибких элементов 15 совмещены (см. фиг.4) при обработке плодов с твердой корой, например тыквы. Сходу очищенных плодов 25 (см. фиг.1 и 2) из полости барабана 3 способствует лоток 26.

Интенсивность очистки плодов от кожуры осуществляет дополнительная щетка 5 (см. фиг.1, 2 и 6). Дополнительная щетка 5 установлена в полости барабана 3 параллельно оси его вращения. Щетка 5 снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения. Привод дополнительной щетки 5 выполнен в виде вала 27 с эксцентриками 28. Вал 27 с эксцентриком 28 связан призматическими шпонками 29. Эксцентрики 28 в корпусах 30 установлены посредством подшипников скольжения 31. Корпус 30 имеет прилив 32 с пазом прямоугольного сечения. В пазах корпусов 30 размещены с возможностью дискретного смещения шатуны 33. Каждый шатун 33 кинематически связан шарниром 34 с поводком 35. Поводки 35 связаны со штангами 36. Пара штанг 36 установлена в вертикально ориентированных и соосных парах направляющих 37 и 38. Каждая направляющая 37 (38) снабжена съемной и сменной втулкой и на раме 1 закреплена стандартными крепежными средствами. Нижние части штанг 36 снабжены дугообразными элементами 39, посредством которых концы труб 10 образуют сварной каркас для установки гибких элементов 15, которые и образуют дополнительную щетку 5.

Привод ведущих роликов 11, траспортеров 6 и 7 и звездочки 40 вала 27 осуществлен от одного электродвигателя и кинематически связанных узлов привода. Ролики 11 смонтированы на одной общей оси и имеют реверс для изменения направления вращения.

Устройство для очистки плодов бахчевых культур от кожуры работает следующим образом.

Обработанные плоды перед очисткой сортируют по размерам. Далее плоды душируют. Эти удаляют с поверхности плодов минеральный сор и растительные примеси. Вымытые плоды вручную загружают в бункер 2. Далее включают привод устройства. При включенном электроприводе вращение пары ведущих роликов 11 приводит к тому, что вертикально установленные диски 8 и 9 барабана перекатываются в одноименных парах роликов 11-14. Вращение барабана 3 приводит к тому, что плоды 25 начинают перекатываться по расчаленным концам канатов щеток 4. Это действие приводит к тому, что плоды приближаются к поверхности дополнительной щетки 5. Дополнительная щетка 5 своим возвратно-поступательным движением притормаживает и удерживает обрабатываемые плоды, а с поверхности лучше сдирается кожура. Это приводит к тому, что заостренные концы расчаленных канатов тонким, равномерным слоем удаляют кожуру с поверхности плодов. Оператор, оценивая визуально качество очищаемой поверхности и интенсивность удаления кожуры, винтовым механизмом опор рамы 1 изменяет величину продольного угла наклона рамы 1 к горизонту. Образовавшийся уклон рамы 1, вращение барабана 3 и возвратно-поступательное перемещение дополнительной щетки 5 приводит к тому, что плоды 25, перекатываясь по щеткам 4, приближаются к диску 9. Далее каждый очищенный плод 25 переваливается через срез диска 9 и по лотку 26 скатывается на транспортер 6 для перемещения очищенных плодов 25 для дальнейшей переработки.

Кожура и часть мякоти через щели между трубами 10 проваливаются и поступают на полотно транспортера 7. Этим транспортером 7 кожура и часть мякоти плодов перемещается в контейнер.

Масса с контейнера перевозится в кормоцех для приготовления концентрированного корма животных крупного рогатого скота или свиней.

Длительный период работы щеток 4 приводит к тому, что расчаленные концы гибких элементов 15 прогибаются в направлении труб 10. Это приводит к ухудшению качества очистки плодов бахчевых культур. Для устранения этого негативного эффекта оператор реверсом изменяет направление вращения пары ведущих роликов 11. Процесс отделения коры происходит в вышеописанной последовательности.

При удалении коры с поверхности арбузов оператор концы стальных проволочек гибких элементов 15 в лопастях 17 и 18 ставит в положение 1, показанное на фиг.3. Для этого он гайки 22 свинчивает с резьбовых концов 23 и 24 шпильки 21. Поворачивая рожковым ключом шпильку 21 вокруг ее геометрической оси, оператор выдвигает гибкие элементы 15 из продольной прорези 16. Величину вылета расчаленных концов оператор устанавливает для каждого случая на основе экспериментальных данных.

При удалении твердой коры, например, с поверхности тыквы, оператор концы упругих элементов в лопастях 17 и 18 приводит в равное положение (см. фиг. 4).

После завершения описанной операции в каждой щетке 4 гайки 22 затягивают на резьбовых концах 23 и 24 шпилек 21.

Предложенная конструкция щеток и их привод существенно упрощают конструкцию устройства для очистки плодов бахчевых культур.

Расчаленные концы отрезков металлического гибкого каната качественно удаляют кожуру с поверхности плода. Интенсивное воздействие концов щеток снижает величину времени на очистку плодов в полости барабана. Для переналадки устройства для работы с другими плодами не требуется дополнительного инструмента и специальных знаний. Энергозатраты на переработку 1 т плодов арбуза не превышают 9 кВт.ч. Этим достигается существенное снижение себестоимости очищенной продукции бахчевых и т.п. культур.

Описанная совокупность конструктивных элементов в заявленном устройстве обеспечивает достижение заявленного технического результата.

Устройство содержит раму, бункер, приводной барабан со щетками на внутренней поверхности и установленную в полости барабана параллельно оси вращения дополнительную щетку. Каждая щетка образована пакетом гибких элементов в виде отрезков металлического многожильного каната. Отрезки каната в пакете установлены с возможностью изменения длины рабочих участков. Отрезки каната расположены в трубе с продольной прорезью параллельно оси вращения барабана. Прорезь в трубе образует цилиндрическую выемку для ограничения рабочей длины лопасти. Положение отрезков каната в трубе ограничено фиксатором гибких элементов. Последнее выполнено из набора чередующихся жестких нажимных шайб и цилиндрических втулок из упругого материала. Гибкие элементы, нажимные шайбы и цилиндрические втулки между собой соединены посредством шпильки с гайками на ее резьбовых концах. Диаметр нажимных шайб меньше внутреннего диаметра цилиндрической выемки. Устройство также имеет транспортер очищенных плодов и транспортер отделенной кожуры. Дополнительная щетка снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения. Привод щеток выполнен в виде вала с эксцентриками. Эксцентрики через подшипники связаны посредством шатунов и штанг с щеткой. Штанги размещены в ориентированной вертикально паре направляющих. Упрощается конструкция, снижаются энергозатраты и себестоимость очищенной продукции. 6 ил.

Устройство для очистки плодов бахчевых культур, содержащее раму, бункер, приводной барабан со щетками на внутренней поверхности и установленную в полости барабана параллельно его оси вращения дополнительную щетку, каждая из которых образована пакетом гибких элементов в виде отрезков металлического многожильного каната, установленных с возможностью изменения длины рабочих участков в расположенной параллельно оси вращения барабана трубе с продольной прорезью, образующей цилиндрическую выемку для ограничения рабочей длины лопасти фиксатором гибких элементов, чередующиеся жесткие нажимные шайбы и цилиндрические втулки, выполненные из упругого материала и соединенные между собой посредством шпильки с гайками на ее резьбовых концах, при этом диаметр нажимных шайб меньше внутреннего диаметра цилиндрической выемки, транспортер очищенных плодов и транспортер отделенной кожуры, отличающееся тем, что дополнительная щетка снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения, выполненным в виде вала с эксцентриками, связанными шатунами и штангами со щеткой, при этом штанги размещены в вертикально ориентированной паре направляющих.