УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКАЛЫВАНИЯ И ОТДЕЛЕНИЯ СКОРЛУПЫ ОРЕХОВ
DEVICE FOR NUT SHELL CRACKING AND SEPARATION

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к устройствам для разрушения и отделения скорлупы орехов, и может быть использовано в масложировой и кондитерской промышленности.
Известно 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, 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 фольцевой формы, дно коробов сбора продуктов разделения наклонное, причем участок дна короба отвода скорлупы выполнен сетчатым (см. патент РФ №2111687, A23N 5/00, 1997 г., опубл. 1998 г.).
Раскалывание скорлупы ореха происходит от сдавливания плодов двумя дисками со специальным профилем рабочих поверхностей, зазор между которыми регулируемый и устанавливается в зависимости от размеров предварительно калиброванного ореха.
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.
Известное устройство механической очистки ядра ореха от скорлупы имеет недостатки.
Подача ореха в рабочее пространство нерегулируемая, в результате возможно переполнение рабочего пространства между дисками, а следовательно, увеличивается количество травмированного ядра ореха.
Для раскалывания скорлупы необходимо подавать орех в пазы между двумя дисками струйно, поштучно, ориентированным вдоль длинной оси.
Качественное отделение ядра от скорлупы невозможно при одноразовом пропуске через воздушную среду.
7
Наиболее близким устройством для механической очистки кедрового ореха от скорлупы по совокупным признакам к заявляемому является устройство раскалывания кедрового ореха, содержащее раму, загрузочный бункер, вертикальный вал, нижний подвижный и верхний неподвижный диски с радиальными пазами и привод, 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, 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 (см. RU 2191527, МПК A23N 5/00, A23N 5/08, опубл. 27.10.2002 г.).
Известное устройство для механической очистки кедрового ореха от скорлупы имеет особенности:
- 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;
1
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 / среднестатистической максимальной ширины ореха;
- 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;
- за счет V-образной формы желобов с указанным выше радиусом при вершине под воздействием центростремительных сил (корриолисового и центробежного ускорения) орех ориентируется только по длине и струйно подается в пазы подвижного диска поштучно, где происходит раскалывание скорлупы ореха в продольном направлении без травмирования ядра.
Известное устройство раскалывания кедрового ореха имеет недостатки.
Кедровый орех, обрабатываемый известным устройством, необходимо предварительно калибровать, то есть делить по размерам. Кроме того, например сибирский кедровый орех - мелкий, а дальневосточный - крупный.
1
2
Устройство раскалывания кедрового ореха трудоемко в изготовлении. Кроме того, направляюще-ориентирующие желоба выполнены с не более / среднестатистической максимальной ширины ореха, а орех отличается линейными размерами.
В основу изобретения поставлена задача - создание устройства для раскалывания и отделения скорлупы ореха, обеспечивающего высокую производительность разрушения скорлупы ореха, отличающегося размерами, и механической очистки ядра от скорлупы разрушения при хорошем качестве ядра.
Технический результат - создано устройство для разрушения скорлупы ореха и механической очистки ядра от разрушенной скорлупы.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для раскалывания и отделения скорлупы ореха, содержащее раму, загрузочный бункер с регулируемой шайбой, вертикальный вал, установленный в подшипниковую опору, верхний неподвижный диск, вибролоток с ситом и отводной лоток, кулачок с роликовым копиром и пружиной, нижний подвижный диск с приводом от электродвигателя через шкив и ременную передачу, а над нижним подвижным диском установлены радиально валы, выполненные с обрезиненным материалом и возможностью вращения вокруг вертикально установленного вала и изменением скорости вращения вокруг своей оси и с возможностью изменения зазора между обрезиненной поверхностью валов и поверхностью нижнего подвижного диска, причем радиально установленные обрезиненные валы установлены с возможностью изменения диаметра за счет установки обрезиненного материала необходимого диаметра и нижний подвижный диск выполнен с отверстиями в виде сита.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство для раскалывания и отделения скорлупы ореха соответствует критерию «Новизна», так как имеет отличия от прототипа:
1. Над нижним подвижным диском установлены валы.
2. Над нижним подвижным диском валы установлены радиально.
3. Над нижним подвижным диском радиально установленные валы выполнены с обрезиненным материалом.
4. Над нижним подвижным диском радиальные обрезиненные валы установлены с возможностью вращения вокруг оси вертикального вала, установленного в подшипниковой опоре.
5. Радиальные обрезиненные валы установлены над подвижным диском с возможностью вращения вокруг своей оси.
6. Радиальные обрезиненные валы установлены над подвижным диском с возможностью изменения скорости вращения вокруг своей оси.
7. Радиальные обрезиненные валы установлены над подвижным диском с возможностью изменения зазора между рабочей поверхностью нижнего подвижного диска и обрезиненной поверхностью валов.
8. Изменение зазора между обрезиненной поверхностью валов и рабочей поверхностью нижнего подвижного диска возможно за счет съемного обрезиненного материала, устанавливаемого на радиальные валы.
9. Нижний подвижный диск выполнен с отверстиями, т.е. в виде сита.
С целью разрушения скорлупы ореха над нижним подвижным диском установлены радиально валы с возможностью вращения вокруг вертикального вала, установленного в подшипниковой опоре.
Раскалывание скорлупы ореха происходит валом, установленным над нижним подвижным диском и вращающимся вокруг вертикального вала, установленного в подшипниковой опоре.
Нижний подвижный диск вращается от вала через клиноременную передачу от электродвигателя.
Радиально установленные валы вращаются вокруг вертикально установленного вала также от электродвигателя через клиноременную передачу.
С целью раскалывания скорлупы ореха радиально установленный вал установлен с зазором между нижним подвижным диском. Орех протаскивается в зазор между рабочей поверхностью нижнего подвижного диска и поверхностью радиально установленного вала, и скорлупа ореха раскалывается.
С целью лучшего протаскивания ореха между валом и поверхностью нижнего подвижного диска радиальные валы установлены с возможностью вращения вокруг своей оси.
С целью предотвращения раскалывания ядра ореха радиальные валы выполнены с обрезиненным материалом.
За счет обрезиненного материала орех лучше захватывается, увлекается и протаскивается в зазор между валом и поверхностью нижнего подвижного диска.
За счет изменения зазора между обрезиненным материалом вала и подвижным диском имеется возможность обрабатывать, например, крупный - дальневосточный кедровый орех и мелкий - сибирский орех, не разделяя орех на фракции.
С целью разрушения скорлупы ореха, отличающегося размерами, за один процесс радиальные обрезиненные валы выполнены с возможностью изменения диаметра обрезиненного материала.
Кроме того, радиально установленные валы установлены не только с возможностью вращения вокруг вертикального вала и с вращением вокруг своей оси, а также изготовлены с возможностью изменения толщины обрезиненного материала, то есть с различным диаметром.
Скорлупа крупного ореха разрушается путем протаскивания в зазор между нижним подвижным диском и обрезиненным материалом вала, вращающегося вокруг своей оси. В этом случае зазор устанавливается винтом путем перемещения вертикального вала вдоль оси. Ядра ореха и скорлупа просеиваются через подвижный диск, выполненный с отверстиями, то есть в виде сита.
Мелкий неразрушенный орех поступает в следующий зазор, образованный подвижным диском и обрезиненным материалом вала. Но в этом случае зазор предварительно изменяется дополнительно путем установки обрезиненного материала на радиально установленный вал необходимого диаметра.
Неразрушенный мелкий орех проходит через зазор, уменьшенный за счет большего диаметра обрезиненного материала, скорлупа разрушается и разрушенный орех просеивается через отверстия нижнего подвижного диска на вибролоток. На вибролотке ядра просеиваются через сито, а неразрушенный орех поступает по отводному лотку в тару, откуда по мере накопления направляется в приемный бункер для последующей обработки.
С целью осуществления одновременного вращения валов с обрезиненным материалом с одинаковой скоростью валы установлены радиально. Вращение валов с обрезиненным материалом осуществляется через зубчатое коническое зацепление от вертикально установленного вала. Скорость вращения валов с обрезиненным материалом можно регулировать путем изменения диаметра шкивов, установленных на валах электродвигателя и вертикально установленного вала.
За счет возможности изменения скорости вращения радиальных обрезиненных валов имеется возможность изменять качество протаскивания ореха через зазор, т.е. улучшать качество разрушения скорлупы как мелкого, так и крупного некалиброванного ореха.
С целью разделения чистого ядра и разрушенной скорлупы от более мелкого неразрушенного ореха нижний подвижный диск выполнен с отверстиями, то есть в виде сита. Орех затягивается обрезиненным материалом радиально установленного вала в зазор, и скорлупа разрушается. Ядра и скорлупа разрушенная просеиваются через нижний подвижный диск, выполненный в виде сита, а неразрушенный орех затягивается через зазор меньший, чем в первом случае, и скорлупа разрушается. Разрушенная скорлупа и чистые ядра мелкого ореха просеиваются через нижний подвижный диск, выполненный в виде сита.
За счет выполнения подвижного диска в виде сита чистые ядра ореха просеиваются и не затягиваются в зазор обрезиненным материалом вала.
С целью вращения валов с обрезиненным материалом с одинаковой скоростью и с целью возможности изменения скорости вращения валов валы вращаются вокруг вертикально установленного вала, а вертикальный вал вращается в подшипниковой опоре.
Скорость вращения валов с обрезиненным материалом вокруг своей оси можно изменять шкивами необходимого диаметра, устанавливаемыми на вал электродвигателя и на вертикально установленный вал.
Выявленные признаки технического решения заявленного устройства для механической очистки ядра кедрового ореха от скорлупы позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».
Изобретение поясняется чертежом, где представлено устройство для раскалывания и отделения скорлупы некалиброванного ореха.
Устройство для механической очистки ядра ореха от скорлупы состоит из рамы 1, в нижней части которой закреплена подшипниковая опора 2 с вертикальным валом 3, на котором расположена коническая шестерня 4. Шестерня 4 входит в зацепление с коническими шестернями 5 и 6. Шестерни 5 и 6 установлены на шпонках (шпонки не показаны) на валах 7 и 8. Валы 7 и 8 выполнены из материала с высоким коэффициентом трения, т.е. валы 7 и 8 выполнены с обрезиненным материалом. Валы 7 и 8 установлены радиально с возможностью вращения вокруг вертикального вала 3. Вал 3 приводится во вращательное движение шкивом 9 ременной передачи 10 от шкива 11, который установлен на вал 12 электродвигателя 13.
На валу 3 установлен на шпонке (шпонка не показана) шкив 14. Вращательное движение шкива 14 передается ременной передачей 15 шкивом 16, установленным на валу 12 электродвигателя 13.
К раме 1 в верхней части крепится верхний неподвижный диск 17 гайками 18 к раме 1.
На верхнем неподвижном диске 17 смонтирован загрузочный бункер 19 с регулировочной шайбой 20. К раме 1 на шарнирах 21 крепится вибролоток 22 с ситом 23 и отводным лотком 24. Вибролоток 22 приводится в возвратно-поступательное движение кулачком 25 роликового копира 26 и пружиной 27.
Шкив 14 на шпонке (шпонка не показана) установлен на полом валу 28. Полый вал 28 на подшипниках 29 установлен на валу 3. На полом валу 28 установлен подвижный диск 30. Нижний подвижный диск 30 выполнен с отверстиями, т.е. в виде сита.
Регулирование зазора между подвижным диском 30 и обрезиненными валами 7 и 8 осуществляется посредством винта 31 путем перемещения вала 3 вдоль оси.
Вращательное движение подвижному диску 30 передается от электродвигателя 13 шкивом 16 ременной передачей 15, шкивом 14 на полый вал 28.
Вращательное движение валов 7 и 8 передается от электродвигателя 13, шкивом 11, ременной передачей 10 на шкив 9 и вал 3.
В верхней части вала 3 установлена коническая шестерня 4, которая приводит во вращательное движение конические шестерни 5 и 6, установленные на обрезиненных валах 7 и 8.
Устройство для механической очистки ядра ореха от скорлупы работает следующим образом.
Винтом 31 устанавливают необходимый зазор между нижним подвижным диском 30, выполненным в виде сита, и обрезиненным роликом 7. Зазор соответствует для разрушения скорлупы крупного ореха.
Путем замены обрезиненного материала необходимого диаметра на валу 8 устанавливается необходимый зазор между подвижным диском 30 и обрезиненным материалом вала 7. Зазор соответствует для разрушения скорлупы мелкого ореха.
На вибролоток 22 устанавливается сито 23 с размером отверстий на 0,5-0,6 мм меньше чем минимальный размер ореха, подготовленного к раскалыванию скорлупы.
При запуске электродвигателя 13 посредством шкива 16, ремня 15, шкива 14 приводится во вращение полый вал 28 и подвижный диск 30.
При запуске электродвигателя 13 посредством шкива 11, ремня 10, шкива 9 приводятся во вращение вал 3 и коническая шестерня 4, которая вращает конические шестерни 5, 6 и обрезиненные валы 7 и 8.
Орех, засыпанный в загрузочный бункер 19, шнеком 32 через регулировочную шайбу 20 дозировано подается на вращающийся нижний подвижный диск 30, привод которого осуществляется от полого вала 28.
Орех попадает между вращающимся обрезиненным валом 7 и рабочей поверхностью нижнего подвижного диска 30, выполненного с отверстиями, то есть в виде сита.
Вращательное движение обрезиненного вала 7 осуществляется через зубчатое зацепление 4 и 5 от вала 3. Валу 3 вращение передается от электродвигателя 13 через шкив 11, ременную передачу 10 и шкив 9.
За счет вращающегося обрезиненного вала 7 орех протаскивается по рабочей поверхности нижнего подвижного диска 30 через зазор, необходимый для разрушения крупного ореха. Зазор устанавливается посредством винта 31.
Качество разрушения скорлупы ореха достигается за счет разности скорости нижнего подвижного диска 30 и скорости рабочей поверхности обрезиненного материала валов 7 и 8.
Изменение скорости вращения валов 7 и 8 достигается за счет установки шкивов 11 и 16 необходимого диаметра.
Скорость рабочей поверхности обрезиненного материала валов 7 и 8 больше чем скорость подвижного диска 30. За счет разности скоростей орех протаскивается через зазор, необходимый для разрушения скорлупы.
Ядра и разрушенная скорлупа крупного ореха просеиваются через нижний подвижный диск 30, выполненный с отверстиями, то есть в виде сита. Оставшаяся часть мелкого ореха с неразрушенной скорлупой попадает на нижний подвижный диск 30 в меньший зазор между рабочей поверхностью обрезиненного материала вала 8 и рабочей поверхностью нижнего подвижного диска 30.
Ядра и разрушенная скорлупа через отверстия подвижного диска 30 поступают на вибролоток 22, который приводится в возвратно-поступательное движение кулачком 25 роликового копира 26 и пружиной 27.
Разрушенный орех с вибролотка 22 попадает на сито 23. На сите 23 ореховая масса разделяется на орех с разрушенной скорлупой и орех с неразрушенной скорлупой.
Орех с разрушенной скорлупой просеивается через сито 23 вибролотка 22 и ссыпается в приемную тару или поступает в аспирационное устройство, где ядро отделяется от скорлупы.
Орех с неразрушенной скорлупой по ситу 23 скатывается по отводному лотку 24 в тару, откуда по мере накопления направляется в загрузочный бункер 19 для последующей обработки.
Для процесса раскалывания скорлупы размер ореха роли не играет, скорлупа всех орехов, но одного вида, например кедрового ореха, будет раздавлена нижним подвижным диском и вращающимися обрезиненными валами. Поэтому не требуется предварительная калибровка ореха по их размерам. При этом обеспечиваются высокая производительность разрушения скорлупы ореха, отличающегося размерами, и механическая очистки ядра от разрушенной скорлупы, при хорошем качестве ядра.