УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСКАЛЫВАНИЯ СКОРЛУПЫ ОРЕХА
DEVICE FOR NUT SHELL CRACKING

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к устройствам для раскалывания орехов.
Известно устройство, которое содержит два прессующих диска, установленных наклонно один относительно другого посредством роликов, вал на подшипниковых опорах, привод, загрузочный бункер. Прессующие диски установлены на валу шарнирно посредством штифтов, жестко закрепленных в транспортирующем диске. Прессующие диски подпружинены относительно регулировочных роликов посредством установленных в отверстиях транспортирующего диска пружин. По цилиндрической части транспортирующего диска выполнены радиально ячейки в виде цилиндра с конической частью и диаметром, большим ширины транспортирующего диска. В загрузочном бункере устройства над транспортирующим диском установлен ролик-отражатель. Ролик-отражатель выполнен с цилиндрической частью, имеющей большой коэффициент трения, например из резины. Ролик-отражатель установлен с возможностью вращения в противоположную сторону и с большей скоростью относительно транспортирующего диска (Патент на изобретение РФ №2463927, МПК Α23Ν 5/00, заявл. 30.03.2011, опубл. 20.10.2012).
При работе известного устройства в ячейки западают орехи. Линейные размеры ореха имеют разброс даже при тщательной калибровке. Один орех, размещаясь в ячейках транспортирующего диска, выступает за габаритный контур транспортирующего диска, который ограничивается его рабочей цилиндрической частью, а другой не полностью заполняет объем ячеек. Причем незаполненный объем ячеек занимает другой орех, который, в свою очередь, выступает за габаритный контур транспортирующего диска. Такое распределение ореха в ячейках даже в том случае, если орех является близким к круглой форме, так как имеется разброс линейных размеров ореха: длина, ширина и толщина.
Линейные размеры ореха: длина толщина и ширина имеют разброс даже при тщательной калибровке. Поэтому, размещаясь в ячейках транспортирующего диска, один орех выступает за габаритный контур транспортирующего диска, который ограничивается его рабочей цилиндрической частью, а другой не полностью заполняет объем ячеек. Незаполненный объем ячейки занимает другой орех «лишний», который в свою очередь выступает за габаритный контур цилиндрического транспортирующего диска. Отмеченное распределение ореха в ячейках наблюдается даже в том случае, если орех является близким к круглой форме. Не шарообразный - некруглый орех, например кедровый, еще хуже вписывается в габаритный контур транспортирующего диска.
У известного устройства для раскалывания ореха для отражения «лишнего» или неправильно уложившегося в ячейках транспортирующего диска и выступающего за цилиндрическую часть транспортирующегося диска, в бункере, над транспортирующим диском на валу установлен жестко на шпонке ролик-отражатель. Ролик-отражатель выполнен с цилиндрической частью из материала, имеющегося больший коэффициент трения, например резины. Ролик-отражатель вращается в противоположную сторону от транспортирующегося диска с большей скоростью, чем транспортирующий диск. Ролик-отражатель установлен с некоторым зазором между его цилиндрической поверхностью и цилиндрической поверхностью транспортирующегося диска.
Транспортирующий диск установлен на валу с зазором между его цилиндрической поверхностью и внутренней цилиндрической частью корпуса.
При работе известного устройства орех, удерживаясь в ячейках, выступает из ячеек не только за торцовую поверхность транспортирующегося диска, а также за цилиндрическую поверхность транспортирующегося диска. Перед тем как расколоться прессующими дисками, орех зажимается и при этом изменяет свое положение в ячейке. В зависимости от того, как уложился орех в ячейке транспортирующего диска, происходит разрушение скорлупы без повреждения или с повреждением ядра ореха.
Кроме того, низка производительность известного устройства для раскалывания ореха, так как транспортирующий диск выполнен с одним рядом равномерно размещенных ячеек, в которых транспортируется и раскалывается орех, а скорость транспортирующего диска ограничена.
Известно устройство для раскалывания скорлупы ореха, содержащее два прессующих диска, установленных наклонно один относительно другого посредством роликов, вал на подшипниковых опорах, привод, загрузочный бункер. Прессующие диски установлены на валу шарнирно посредством штифтов, жестко закрепленных в транспортирующем диске. Прессующие диски подпружинены относительно регулировочных роликов посредством установленных в отверстиях транспортирующего диска пружин. По цилиндрической части транспортирующего диска выполнены радиально ячейки в виде цилиндра с конической частью и диаметром, большим ширины транспортирующего диска. В загрузочном бункере над транспортирующим диском установлен ролик-отражатель. Ролик-отражатель установлен с возможностью вращения в противоположную сторону и с большей скоростью относительно транспортирующего диска, зона разрушения скорлупы ореха образована не только прессующими дисками, а также сектором со стороны цилиндрической части транспортирующего диска, выполненным с рабочей поверхностью по логарифмической спирали и установленным шарнирно на корпусе подвижным с возможностью изменения регулировочным винтом зазора между цилиндрической частью транспортирующего диска и рабочей поверхностью сектора (Патент РФ на полезную модель №130205, МПК A23N 5/00, заявл. 18.02.2013, опубл. 18.02.2013).
Разрушение скорлупы ореха без повреждения ядра
Зона разрушения скорлупы ореха образована не только прессующими дисками, которыми орех сжимается с двух сторон, а также сектором со стороны цилиндрической части транспортирующего диска. Орех сжимается с двух сторон прессующими дисками, а с третьей стороны - сектором.
Для равномерного изменения давления на скорлупу ореха не только с двух сторон прессующими дисками, а также с третьей стороны сектор выполнен с рабочей поверхностью по логарифмической спирали. Причем зазор между рабочей поверхностью сектора и цилиндрической частью транспортирующего диска уменьшается. Для этого сектор выполнен с рабочей поверхностью по логарифмической спирали и установлен на корпусе устройства.
Для изменения зазора между рабочей поверхностью сектора и цилиндрической частью транспортирующего диска сектор на корпусе устройства установлен шарнирно. При этом возможно изменение зазора между цилиндрической частью транспортирующего диска и рабочей поверхностью сектора в зависимости от размеров обрабатываемых орехов.
Изменение зазора между цилиндрической частью транспортирующего диска и рабочей поверхностью сектора осуществлено регулировочным винтом.
Путем изменения длины регулировочного винта настраивается устройство для раскалывания необходимого вида ореха, который отличается размерами. Таким образом, одним устройством можно раскалывать скорлупу ореха разных видов, которые отличаются линейными размерами.
…
У известного устройства для раскалывания скорлупы ореха прессующие диски пружинами, равномерно расположенными по окружности, поджаты к отражательным шайбам, а также регулировочными роликами, установленными в нижней части устройства. Орех, находящийся в ячейках, проходит зону раскалывания скорлупы, образованную ячейками транспортирующего диска, прессующими дисками и сектором, установленным шарнирно. При вращении транспортирующего диска после зоны раскалывания скорлупы ореха объем ячейки транспортирующего диска увеличивается, так как прессующие диски установлены под углом 1015° и действие сектора на орех заканчивается. Из ячеек транспортирующего диска фрагменты ореха - расколотая скорлупа, ядра - высыпаются за счет собственного веса. Однако, из-за того что орех имеет разброс линейных размеров, часть фрагментов разрушенного ореха остается в некоторых ячейках транспортирующего диска. В результате происходит разрушение ядра ореха. В процессе работы известного устройства для раскалывания скорлупы ореха необходимо проводить очистку транспортирующего диска от фрагментов разрушенного ореха.
Низка производительность известного устройства для раскалывания скорлупы ореха, так как транспортирующий диск выполнен с одним рядом равномерно размещенных ячеек, в которых транспортируется и раскалывается орех, а скорость транспортирующего диска ограничена.
Известно устройство для раскалывания скорлупы ореха (принятое за прототип), содержащее два прессующих диска, установленных на валу шарнирно посредством штифтов наклонно один относительно другого посредством регулировочных роликов, вал на подшипниковых опорах, привод, загрузочный бункер, транспортирующий диск. Транспортирующий диск выполнен с радиальными ячейками диаметром, большим ширины транспортирующего диска. В загрузочном бункере над транспортирующим диском установлен ролик-отражатель, установленный с возможностью вращения в противоположную сторону и с большей скоростью относительно транспортирующего диска. Зона разрушения скорлупы ореха образована прессующими дисками и сектором, установленным шарнирно на корпусе с возможностью изменения зазора между цилиндрической частью транспортирующего диска и рабочей поверхностью сектора. По цилиндрической части транспортирующего диска по оси ячеек выполнена кольцевая проточка, в которую установлен клиновой выталкиватель на неподвижных штырях, закрепленных в корпусе устройства (Патент РФ №131282, заявл. 01.04.2013, опубл. 20.08.2013).
Клиновой выталкиватель на неподвижных штырях, закрепленных в корпусе устройства, установленный в проточках, выполненных по цилиндрической части транспортирующего диска по оси ячеек, позволяет удалить фрагменты разрушенного ореха из ячеек транспортирующего диска и получить целостность ядра ореха.
При работе известного устройства орех, как бы ни разместился в ячейках транспортирующего диска, в любом случае сжимается, не только прессующими дисками, а также сектором. За счет того, что на орех, размещенный в ячейке транспортирующего диска, воздействуют прессующие диски, а также сектор, скорлупа раскалывается без повреждения ядра ореха.
Орех с расколотой скорлупой ссыпается из ячеек транспортирующего диска вниз под действием свободного падения для следующей обработки.
Часть фрагментов ореха - расколотая скорлупа, частицы ядра и другие - залипают в ячейках транспортирующего диска. Частицы фрагментов разрушенного ореха удаляются из ячеек принудительно клиновым выталкивателем.
Расширение функциональных возможностей устройства для раскалывания скорлупы орехов различных видов и сортов (грецких орехов, кедровых орехов, фундук и другие) достигается использованием сменных транспортирующих дисков с разным размером ячеек и изменением угла наклона прессующих дисков с помощью регулировочных роликов, а также путем изменения зазора между цилиндрической частью транспортирующего диска и рабочей поверхностью сектора, выполненной по логарифмической спирали. Для принудительного удаления фрагментов разрушенного ореха из ячеек на штыри в проточки транспортирующего диска устанавливается клиновой выталкиватель.
Клиновой выталкиватель на неподвижных штырях, закрепленных в корпусе устройства, установленный в проточках, выполненных по цилиндрической части транспортирующего диска по оси ячеек позволяет удалить фрагменты разрушенного ореха из ячеек транспортирующего диска и получить целостность ядра ореха.
Известное устройство для раскалывания скорлупы ореха имеет недостатки.
Конструкция известного устройства не позволяет увеличить производительность разрушения скорлупы ореха, так как возможна установка только одного транспортирующего диска, имеющего один ряд радиально выполненных ячеек, а скорость транспортирующего диска ограничена.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности устройства для раскалывания скорлупы ореха.
Техническое решение заключается в том, что производительность устройства повышается путем выполнения транспортирующего барабана с несколькими рядами сквозных отверстий и принудительной разгрузки отверстий от фрагментов расколотого ореха.
Технический результат достигается тем, что устройство для раскалывания скорлупы ореха, содержащее корпус, ось, на которой закреплены ступица и транспортирующий элемент, с выполненными по периферии равномерно размещенными ячейками, загрузочный бункер, в котором над транспортирующим элементом установлен отражатель с возможностью вращения в противоположную сторону и большей скоростью относительно транспортирующего элемента, зону разрушения скорлупы ореха, образованную транспортирующим элементом и сектором с рабочей поверхностью, выполненной по логарифмической спирали, установленным шарнирно на корпусе подвижным с возможностью изменения зазора между цилиндрической частью транспортирующего элемента и рабочей поверхностью сектора, регулировочным винтом, а транспортирующий элемент выполнен в виде барабана, по периферии которого выполнены ряды радиальных сквозных отверстий, на внутренней цилиндрической части транспортирующего барабана по осям рядов радиальных отверстий выполнены кольцевые проточки, в которых установлены клиновые выталкиватели фрагментов расколотого ореха, внутри транспортирующего барабана на оси смонтирован цилиндр, который закреплен неподвижно, причем клиновые выталкиватели установлены на шпильках, закрепленных в торцовых стенках неподвижного цилиндра.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство для раскалывания скорлупы ореха соответствует критерию «Новизна», так как имеет отличия от прототипа.
1. Транспортирующий элемент выполнен в виде барабана, по периферии которого выполнены ряды радиальных сквозных отверстий.
2. На внутренней цилиндрической части транспортирующего барабана по осям рядов радиальных отверстий выполнены кольцевые проточки.
3. В кольцевых проточках установлены клиновые выталкиватели фрагментов ореха.
4. Внутри транспортирующего барабана на крестовинах смонтирован цилиндр.
5. Цилиндр закреплен на оси внутри транспортирующего барабана неподвижно.
6. Клиновые выталкиватели, установленные в проточках транспортирующего барабана, смонтированы неподвижно на шпильках, закрепленных в торцовых стенках цилиндра.
С целью увеличения производительности устройства для раскалывания скорлупы ореха транспортирующий элемент выполнен в виде барабана, по периферии которого выполнены ряды радиальных сквозных отверстий. При изменении ширины транспортирующего барабана имеется возможность изменять количество рядов сквозных отверстий, в которых будет разрушаться скорлупа ореха.
При работе устройства разрушенный орех за счет собственного веса падает из отверстий транспортирующего барабана. Для принудительной разгрузки отверстий от разрушенного ореха на внутренней цилиндрической части транспортирующего барабана по осям рядов радиальных отверстий выполнены кольцевые проточки. В кольцевых проточках неподвижно установлены клиновые выталкиватели фрагментов ореха.
Для разрушения скорлупы ореха создана дополнительная зона разрушения ореха. Для этого внутри транспортирующего барабана на крестовинах смонтирован цилиндр. Между внешней поверхностью цилиндра и сектором с рабочей поверхностью, выполненной по логарифмической спирали, установленным шарнирно на корпусе подвижным, образована зона разрушения скорлупы ореха. При работе устройства орех перемещается транспортирующим барабаном, зажимается и разрушается между шарнирно закрепленным сектором и внешней частью цилиндра, неподвижно установленного внутри барабана.
При этом транспортирующий барабан вращается, а цилиндр, закрепленный на крестовинах, неподвижен. Для этого цилиндр закреплен на оси внутри транспортирующего барабана неподвижно.
Клиновые выталкиватели, установленные в проточках транспортирующего барабана, смонтированы неподвижно на шпильках, которые закреплены в торцовых стенках цилиндра.
Выявленные признаки технического решения заявляемого устройства для раскалывания скорлупы ореха позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».
Заявляемое устройство для раскалывания скорлупы ореха поясняется чертежным материалом.
На фиг. 1 показано устройство для раскалывания скорлупы ореха; на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1.
Устройство для раскалывания скорлупы ореха содержит корпус 1, транспортирующий барабан 2, установленный на горизонтальной оси 3, причем по цилиндрической части (периферии) барабана 2 выполнены ряды радиальных сквозных отверстий 4 (продолговатые или круглые в зависимости от формы ореха), бункер 5 для ореха, отражатель 6, состоящий из вала 7, чистика 8, закрепленного к корпусу 1 болтами 9.
Зона разрушения скорлупы ореха образована стенками сквозных отверстий 4, транспортирующего барабана 2 и сектором 10. Сектор 10 установлен на корпусе 1 шарнирно болтом 11 со стороны цилиндрической части транспортирующего барабана 2 в зоне разрушения скорлупы ореха. Сектор 10 выполнен с рабочей поверхностью по логарифмической спирали и установлен на корпусе 1 с возможностью изменения зазора между цилиндрической частью транспортирующего барабана 2 и его рабочей поверхностью, выполненной по логарифмической спирали.
Зазор между цилиндрической частью транспортирующего барабана 2 и рабочей поверхностью сектора 10, выполненной по логарифмической спирали, изменяется регулировочным винтом 12. Для предотвращения поломки устройства из-за случайного наличия в обрабатываемом материале металлических предметов или других, более твердых, чем орех, сектор 10 установлен подпружиненным. Для этого на регулировочный винт 12 установлена пружина 13.
На внутренней цилиндрической части транспортирующего барабана 2 по осям каждого ряда радиальных отверстий 4 выполнены кольцевые проточки 14, в которые в нижней части устройства установлены клиновые выталкиватели 15. Внутри транспортирующего барабана 2 на оси 3 на крестовинах 16 смонтирован цилиндр 17. Смонтированный неподвижный цилиндр 17 закреплен гайкой 18 на оси 2 внутри транспортирующего барабана 2, цилиндрическая часть которого ограничивает объем сквозных отверстий 4, которые заполняют орехи. Клиновые выталкиватели 15 установлены на шпильках 19, ввернутых в торцовые стенки 20 и 21 неподвижного цилиндра 17.
Орехи имеют длину, ширину и толщину. В отверстиях 4 должно размещаться по одному ореху. Поэтому для раскалывания скорлупы, например кедрового ореха, по цилиндрической части транспортирующего барабана 2 выполнены продолговатые отверстия 4.
Для обеспечения разрушения скорлупы орех должен размещаться в отверстиях 4 и между шарнирно установленным сектором 10, выступая за цилиндрическую поверхность транспортирующего барабана 2. Поэтому транспортирующий барабан 2 выполнен с цилиндрической стенкой толщиной менее минимального размера обрабатываемого ореха, то есть при которой, как бы ни уложился орех в отверстии 4, в любом случае он выступает за цилиндрическую поверхность транспортирующего барабана 2 и будет защемлен в зоне разрушения скорлупы и разрушен сектором 10.
Устройство для раскалывания скорлупы ореха работает следующим образом.
Привод устройства осуществляется от электродвигателя через ременную передачу на редуктор, позволяющий изменять передаточное отношение, на звездочку 22, которая закреплена на валу 7 отражателя 6 (На чертежном материале электродвигатель и редуктор не показаны).
Орехи предварительно делятся на фракции. Орехи засыпаются в бункер 5. Из бункера 5 орехи западают в отверстия 4 транспортирующего барабана 2. Объем отверстий 4, заполненных орехом, ограничивается цилиндрической поверхностью цилиндра 17, закрепленного неподвижно на оси 3 гайкой 18. Отражатель 6, установленный на шпонке 23 вала 7 и закрепленный гайкой 24, вращается и отражает «лишние» орехи или неправильно уложившиеся в отверстиях 4. Вал 7 выполнен с зубчаткой 25, которой передается вращение на шестерню 26, установленную на ступицу 27, а ступица 27 установлена на оси 3. Транспортирующий барабан 2 закреплен винтами 28 к ступице 27 и шестерни 26. На ступице 27 установлен транспортирующий барабан 2 с выполненными отверстиями 4, при вращении которого отверстия 4 заполняются орехом. Для лучшего отражения «лишних» или неправильно уложившихся орехов из отверстий 4 транспортирующего барабана 2 скорость отражателя 6 больше, чем транспортирующего барабана 2.
Транспортирующий барабан 2 выполнен с толщиной цилиндрической стенки, то есть длиной отверстий 4, а цилиндр 17 с наружным диаметром и установлен на оси 3 таким образом, что расстояние между наружной цилиндрического неподвижного цилиндра 17 и наружной цилиндрической поверхностью транспортирующего барабана 2 менее размера ореха. При работе устройства орехи, находясь в отверстиях 4, выступают за цилиндрическую поверхность транспортирующего барабана 2.
Чистик 8, закрепленный на корпусе 1 болтами 9, предотвращает затягивание ореха между отражательной поверхностью отражателя 6 и корпусом 1. При вращении транспортирующего барабана 2 орехи, находящиеся в отверстиях 4, перемещаются и увлекаются под отражатель 6. «Лишний» орех, или неправильно уложившийся в отверстиях 4, отражается отражателем 6.
При вращении транспортирующего барабана 2 единичный орех, находящийся в отверстиях 4, которые ограничиваются наружной поверхностью цилиндра 17, перемещается от бункера 5 до зоны раскалывания ореха. При этом орех удерживается в отверстиях 4 транспортирующего барабана 2 и цилиндрической частью корпуса 1, а также цилиндрической поверхностью цилиндра 17. Орех при этом перемещается в зону разрушения скорлупы и увлекается в клиновую щель, образованную цилиндрической частью транспортирующего барабана 2 и подпружиненным сектором 10, выполненным с рабочей поверхностью по логарифмической спирали.
Сектор 10, закреплен на корпусе 1 шарнирно болтом 11 с возможностью изменения зазора между цилиндрической частью транспортирующего барабана 2 и его рабочей поверхностью. Зазор между поверхностью цилиндра 17 и рабочей поверхностью сектора 10 осуществляется регулировочным винтом 12. Зазор регулируется в зависимости от фракции обрабатываемого ореха. Регулировочным винтом 12 устанавливается зазор между цилиндром 17 и сектором 10, необходимый для раскалывания скорлупы без повреждения ядра ореха. Скорлупа будет разрушена, так как орех выступает за цилиндрическую поверхность транспортирующего барабана 2.
В обрабатываемый орех может попасть инородный предмет: камешки и другие, которые могут вызвать поломку устройства. Для предотвращения поломок из-за попадания инородных предметов в обрабатываемый орех на регулировочный винт 12 установлена пружина 13.
Орех с расколотой скорлупой ссыпается из отверстий 4 транспортирующего барабана 2 вниз под действием свободного падения для следующей обработки.
Части расколотого ореха залипают в отверстиях 4 транспортирующего барабана 2. Разрушенный орех или частицы фрагментов разрушенного ореха удаляются из отверстий 4 барабана 2 принудительно клиновыми выталкивателями 15, установленными в кольцевых проточках 14, выполненных по каждому ряду отверстий 4 транспортирующего барабана 2. Клиновые выталкиватели установлены на шпильках 19, ввернутых в торцовые стенки 20 и 21 неподвижного цилиндра 17.
Расширение функциональных возможностей устройства для раскалывания скорлупы орехов различных видов (кедровых орехов, фундук и другие) достигается использованием сменных транспортирующих барабанов с определенным размером отверстий.
Использование заявленного изобретения позволит увеличить производительность устройства для раскалывания скорлупы ореха за счет использования транспортирующего барабана с выполненными рядами сквозных отверстий и улучшить очистку транспортирующего барабана от фрагментов разрушенного ореха.