ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕМЯН
VIBRATION DEVICE FOR SEED SEPARATION

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано на предприятиях консервной отрасли.
Известно устройство для выделения семян (А.с. СССР №1738235, кл. A23N 4/12, 1992), содержащее снабженный винтовой направляющей цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращения и установленный в нем полый перфорированный ротор, узел подачи воды, загрузочное и разгрузочное приспособления.
Недостатком этой установки являются ограниченные технологические возможности и недостаточная эффективность отделения семян.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для выделения семян (патент РФ №2467668, кл. A23N 4/12, 1, опубл. 27.11.2012, бюл. 23), содержащее снабженный винтовой направляющей цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращения и установленный в нем полый перфорированный ротор, узел подачи воды, загрузочное и разгрузочное приспособления.
Недостатком этой установки являются ограниченные технологические возможности и недостаточная эффективность отделения семян и большие габариты по длине.
Техническим решением является расширение технологических возможностей, повышение эффективности выделения семян, сокращение габаритов по длине.
Техническое решение достигается тем, что в вибрационном устройстве для выделения семян, содержащем корпус и установленный в нем полый перфорированный ротор, узел подачи воды, загрузочное и разгрузочное приспособления, корпус выполнен в виде закрытого со всех сторон короба с расположенными поярусно, друг под другом, и соединенными жестко в единую технологическую цепочку тремя винтовыми пустотелыми перфорированными роторами, вибровозбудителем и упругими элементами, при этом винтовые пустотелые перфорированные роторы выполнены из трех и более перфорированных полос криволинейной формы различного порядка с центрами кривых просеивающих поверхностей, расположенных для верхнего и нижнего винтовых пустотелых перфорированных роторов внутри их поперечного сечения, а для среднего винтового пустотелого перфорированного ротора с центрами кривизны снаружи их поперечного сечения, при этом направление винтовых линий каждого из поярусно ниже установленных пустотелых винтовых перфорированных роторов противоположно направлению винтовых линий пустотелых перфорированных роторов смонтированных выше, а узел подачи воды включает смонтированные внутри корпуса над каждым винтовым пустотелым перфорированным ротором три коллектора и шесть патрубков, по два из которых введены через стенки корпуса внутрь каждого из трех винтовых пустотелых перфорированных роторов, а разгрузочные приспособления изготовлены в виде склизов, смонтированных внутри корпуса под углом к горизонту и с перфорациями на участках склизов, размещенных внутри корпуса.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой вибрационной установки для выделения семян.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что при работе вибровозбудителя частицы дробленных бахчевых и тыквы, совершающие циркуляционное движение внутри поярусно друг под другом, жестко закрепленных в вибрирующем корпусе перфорированных роторах в плоскостях, перпендикулярных их горизонтальным осям, получают дополнительное движение от внутренних перфорированных поверхностей криволинейной формы, что интенсифицирует выделение семян из дробленных бахчевых и тыквы повышает производительность, расширяет технические возможности и сокращает габариты по длине.
Новизна заключается также в том, что под воздействием возмущающих сил вибратора через стенки короба частицы дробленных бахчевых и тыквы совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии роторах, при этом их винтовые перфорированные поверхности изменяют и придают дополнительно движение частицам дробленных бахчевых и тыквы, обеспечивают повышение производительности выделения семян, а также перемещают их от загрузки к выходным отверстиям.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения частиц дробленных бахчевых в предлагаемой конструкций определяется не только частотой колебаний создаваемой вибратором, но и кривизной плоских элементов по периметру роторов, такое их конструктивное оформление за счет увеличения кривизны в каждом роторе по периметру увеличивает частоту соударений частиц дробленных бахчевых и тыквы между собой и с перфорированными стенками роторов, повышает производительность выделения, увеличивает технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление роторов позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разрежение потоков частиц дробленных бахчевых по мере их продвижение от загрузки к выгрузке, а также повысить эффективность выделения семян, расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что положение и форма поперечного и продольного сечений роторов изменяются по всей длине многократно от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц дробленных бахчевых и тыквы, расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление роторов, наличие трех и более ходовых линий по их периметру позволяет не только обеспечить продольное перемещение потоков дробленных бахчевых и тыквы от средств загрузки к выгрузки, но и обеспечить интенсивное перемешивание со сложной траекторией движения, что расширяет технологические возможности и повышает производительность выделения семян.
Новизна обусловлена также тем, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны роторов векторы скорости движения частиц дробленных бахчевых и тыквы при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса выделения семян и расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается также в том, что поярусная установка роторов с противоположным направлением трех и более винтовых линий друг под другом и соединение их в единую технологическую цепочку значительно сокращает габариты по длине и расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что при работе вибровозбудителя частицы дробленных бахчевых и тыквы, совершающие циркуляционное движение внутри роторов в плоскостях, перпендикулярных их горизонтальной оси, получают дополнительное движение от стенок двоякой кривизны роторов, что интенсифицирует выделение семян.
Новизна обусловлена также тем, что поперечное сечение роторов по мере перемещения от загрузки к выгрузке меняет их расположение относительно оси симметрии, что нарушает стационарность движения дробленных бахчевых и тыквы и способствует повышению производительности выделения семян
Новизна заключается также в том, что направление винтовых линий каждого из поярусно ниже установленных роторов противоположно направлению винтовых линий роторов, смонтированного выше, что обеспечивает непрерывное транспортное движение потоков дробленных бахчевых и тыквы от загрузки к выгрузке и расширяет технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено вибрационное устройство для выделения семян, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - винтовой пустотелый перфорированный ротор; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4, при этом перфорированные полосы ротора описаны кривыми вогнутой формы, у которых центры кривизны расположены вне ее поперечного сечения; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 4, при этом перфорированные полосы винтовой просеивающей поверхности описаны кривыми выпуклой формы, у которых центры кривизны расположены внутри ее поперечного сечения.
Вибрационное устройство для выделения семян (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) состоит из средства для загрузки 1, средств для разгрузки семян 2, 3, 4 и вывода их за пределы устройства, средства для разгрузки волокон и воды 5 и вывода их за пределы устройства, средства для разгрузки разрушенных плодов 6 и вывода их за пределы устройства, короба 7, установленного с помощью упругих элементов 8 на основании 9. В нижней части короба 7 смонтирован вибровозбудитель 10. Устройство снабжено емкостями 11, 12, 13 для приема семян после выделения их из плодов бахчевых и тыкв, а также снабжено емкостью 14 для приема волокон и воды и емкостью 15 для приема разрушенных плодов. В коробе 7, выполненном закрытым со всех сторон, смонтированы друг под другом и соединены в единую технологическую цепочку верхний перфорированный ротор 16 с центрами кривизны его перфорированных поверхностей, расположенными внутри поперечного сечения, средний перфорированный ротор 17 с центрами кривизны его перфорированных поверхностей, расположенными снаружи поперечного сечения, нижний перфорированный ротор 18 с центрами кривизны его перфорированных поверхностей, расположенными внутри поперечного сечения. Для обеспечения транспортировки от загрузки к выгрузке плодов бахчевых и тыкв каждый из роторов 16, 17, 18 могут быть смонтированы в коробе 7 под уклоном в 2-5° в сторону выгрузки. При работе вибрационного устройства для выделения семян обеспечивается непрерывное перемещение дробленых плодов бахчевых и тыквы от загрузки к выгрузке.
Патрубок загрузочного устройства 1 вмонтирован во входное отверстие верхнего перфорированного ротора 16. Выходное отверстие 19 верхнего перфорированного ротора 16 закрыто крышкой 20, которая перекрывает одновременно и входное отверстие 21 среднего перфорированного ротора 17 и обеспечивает перемещение частиц дробленых плодов бахчевых и тыквы из верхнего перфорированного ротора 16 в нижележащий средний перфорированный ротор 17, а именно из выходного отверстия 19 верхнего перфорированного ротора 16 во входное отверстие 21 нижележащего среднего ротора 17. Выходное отверстие 22 среднего перфорированного ротора 17 закрыто крышкой 23, которая перекрывает одновременно и входное отверстие 24 нижележащего третьего перфорированного ротора 18, обеспечивая передачу дробленых плодов бахчевых и тыквы из второго среднего перфорированного ротора 17 в нижний третий винтовой ротор 18. Под выходным отверстием 25 третьего винтового ротора 18 смонтировано разгрузочное устройство 6 для вывода за пределы устройства разрушенных плодов в емкость 15. Для приема семян и вывода их за пределы устройства под первым винтовым ротором 16 смонтировано средство для выгрузки 2, под вторым винтовым ротором 17 смонтировано средство для выгрузки 3, под третьим винтовым ротором 18 смонтировано средство для выгрузки 4. Размеры ячеек перфораций роторов 16, 17, 18 больше максимального размера семян плодов, а размеры ячеек перфорированной части средства для разгрузки 2, 3, 4, закрепленных под углом к горизонту к стенкам короба 7, меньше минимального размера семян плодов. Поэтому при попадании на перфорированные участки средств для разгрузки 2, 3, 4 под воздействием вибрации и наклона семена выводятся за пределы устройства в емкости 11, 12, 13, а волокна и вода стекают вниз и посредством средства для разгрузки волокон и воды 5 выводятся за пределы агрегата в емкость 14 для приема волокон и воды. Средства для разгрузки 2, 3, 4 выполнены в виде склизов под наклоном к горизонту, причем участки этих склизов 2, 3, 4 внутри короба 7 выполнены перфорированными, а за пределами корпуса 7 сплошными.
Вибрационное устройство для выделения семян снабжено узлом подачи воды, включающим три коллектора 26, 27, 28 над каждым ротором 16, 17, 18 и шесть патрубков 29, 30, 31, 32, 33, 34.
<mrow><mfrac><mrow><msup><mi>x</mi><mrow><munder accentunder="true"><mn>2</mn><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow></msup></mrow><mrow><msup><mi>a</mi><mrow><munder accentunder="true"><mn>2</mn><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow></msup></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msup><mi>y</mi><mrow><munder accentunder="true"><mn>2</mn><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow></msup></mrow><mrow><msup><mi>b</mi><mrow><munder accentunder="true"><mn>2</mn><mo stretchy="true">_</mo></munder></mrow></msup></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>k</mi><mi>x</mi></mfrac></mrow>
<mrow><msup><mi>y</mi><mn>3</mn></msup><mo>=</mo><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mfrac><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>a</mi><mo>+</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>a</mi><mo>−</mo><mi>x</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mfrac></mrow>
2
3
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
Винтовые пустотелые перфорированные роторы 14, 15, 16 изготовлены пустотелыми, один из которых, например 16, представлен на фиг. 4, выполнен по периметру из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине винтовых перфорированных полос 17, 18, 19 криволинейной вогнутой или выпуклой относительно оси вращения (фиг. 4, 5, 6) и описанных кривыми различного порядка и степени кривизны, например линиями второго порядка кривизны - эллипсом
; параболой y=2px; гиперболой
; линиями третьего порядка кривизны выше - Декартов лист x+y-3a·x·y=0; локон Аньези y=a(a+x); Строфоида
; улитка Паскаля (x+y-2Rx)-a(x+y)=0 и т.п. линиями n-го порядка кривизны - кривыми, описанными полиномами.
Линии соединения свернутых в винт перфорированных полос образуют ясновыраженную однонаправленную трехходовую и более винтовую просеивающую поверхность, как, например, на фиг. 4.
Направление винтовых линий каждого из поярусно ниже установленного винтового пустотелого ротора противоположно направлению винтовых линий смонтированного выше винтового пустотелого ротора. Например, направление винтовых линий ротора 15 противоположно направлению винтовых линий ротора 14, а направление винтовых линий ротора 16 противоположно направлению винтовых линий ротора 15 (фиг. 1). Поэтому при работе вибрационного устройства обеспечивается непрерывное перемещение дробленых плодов бахчевых от загрузки к выгрузке.
При этом роторы 16 и 18 смонтированы из трех, например 36-38 и более, перфорированных полос криволинейной формы различного порядка с центрами кривых просеивающих поверхностей, расположенных для верхнего и нижнего винтовых пустотелых перфорированных роторов внутри их поперечного сечения, а средний ротор 17 смонтирован из трех, например 36-38 и более, перфорированных полос криволинейной формы различного порядка с центрами кривых просеивающих поверхностей, расположенных снаружи их поперечного сечения, при этом направление винтовых линий каждого из поярусно ниже установленных пустотелых винтовых перфорированных роторов противоположно направлению винтовых линий пустотелых перфорированных роторов, смонтированных выше.
Вибрационное устройство для выделения семян работает следующим образом.
Посредством загрузочного устройства 1 внутрь верхнего ротора 16 беспрерывно загружаются дробленые бахчевые, например тыква, и непрерывно посредством трех коллекторов 26, 27, 28 и шести патрубков 29, 30, 31, 32, 33, 34 подаются внутрь роторов и корпуса 7 потоки воды. Под воздействием возмущающих сил перфорированные роторы 16, 17, 18 частицам дробленных бахчевых и потокам воды передаются возмущающие силы. Частицы дробленных бахчевых и потоки воды под воздействием этих возмущающих сил под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии роторов 16, 17, 18. Винтовые перфорированные стенки криволинейной формы роторов 16, 17, 18 изменяют и придают дополнительные движения частицам дробленных бахчевых и потокам воды и обеспечивают повышение производительности выделения из них семян, а также перемещают частицы дробленных бахчевых и потоков воды от загрузки к выходным отверстиям, например к выходному отверстию 19 ротора 16. По мере продвижения частиц дробленных бахчевых и потоков воды вдоль горизонтальной оси ротора 16 происходит выделение семян, и они через отверстия ротора 16 выводятся в средство для выгрузки 2 и далее за пределы вибрационного устройства для выделения семян. Под воздействием вибрации и с помощью крышки 20 частицы дробленных бахчевых и потоки воды перегружаются через отверстие 21 в нижележащий ротор 17, по периметру которой расположены винтовые линии, направление которых противоположно направлению винтовых линий верхнего ротора 16. С их помощью и под воздействием вибрации семена через отверстия ротора 17 выводятся в средство для выгрузки 3 и далее за пределы вибрационного устройства для выделения семян, а оставшиеся частицы дробленных бахчевых перемещаются к выходному отверстию 22 и посредством крышки 23 перемещаются через входное отверстие 24 во внутреннюю полость ротора 18. Под воздействием вибрации, винтовых перфорированных стенок криволинейной формы и винтовых линий по периметру ротора 18 семена выводятся в средство для разгрузки 4 и далее за пределы устройства для выделения семян, а разрушенные плоды и потоки воды перемещаются вдоль горизонтальной оси и через отверстие 25 и с помощью разгрузочного устройства 6 выводятся за пределы вибрационного устройства для выделения семян.
Так как форма и площадь проходного сечения роторов в вибрационной установке для выделения семян меняется от формы и площади проходного сечения ротора 16 на форму и площадь проходного сечения 17, а затем вновь на форму и размеры площади проходного сечения 18, то возникают зоны сжатия и разрежения потоков плодов бахчевых, что интенсифицирует выделение семян.
Технико-экономические преимущества изобретения возникают за счет наложения на сложное вращательное движение дробленных плодов от вибрации в плоскостях, перпендикулярных горизонтальной оси перфорированных роторов, за счет дополнительного движения придаваемого стенками криволинейной формы различного порядка винтовых перфорированных роторов, что способствуют прохождению семян через отверстия перфорированных стенок роторов и расширяет технологические возможности. В процессе перемещения дробленных плодов от загрузки к выгрузке их частицы совершают сложное пространственное движение, так как направление их движения под воздействием вибрации изменяется под воздействием стенок криволинейной формы винтовых роторов вогнутой и выпуклой формы, что повышает производительность, интенсифицирует процесс выделения семян, расширяет технологические возможности.