Малогабаритный станок для мойки продукции плодоовощеводства
SMALL-SIZED WASHING MACHINE FOR HORTICULTURAL PRODUCTS

Изобретение относится к оборудованию для мойки сыпучих материалов и может быть использовано в пищевой и других отраслях народного хозяйства.
Известно устройство для мойки корнеклубнеплодов (патент РФ №2590808, кл. A23N 12/02, опубл. Бюл. №19, 10.07.2016), содержащее загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной перфорированный барабан, выполненный из секций, смонтированных по периметру из поочередно соединенных двух перфорированных прямоугольников и двух перфорированных параллелограммов с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно предыдущего на угол 180°, при этом внутри перфорированного барабана смонтирована пружина растяжения с круглым сечением витков, снабженная устройством для регулировки ее длины.
Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, а также большие габариты по длине.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится устройство для мойки корнеклубнеплодов (патент РФ №2530163, кл. A23N 12/02, опубл. Бюл. №28, 10.10.2014), содержащее загрузочный и разгрузочный лотки, ванну с жидкостью и установленный в ней приводной перфорированный барабан, выполненный по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи перфорированного барабана под углом к оси вращения перфорированного барабана в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения перфорированного барабана, смонтирован из, по крайней мере одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, перфорированной полосы, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом к оси вращения перфорированного барабана винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру перфорированного барабана могут быть различными не только по форме, но и размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.
Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, большие габариты по длине, а также недостаточная интенсивность и качество мойки.
Техническим решением задачи является сокращение габаритов по длине, расширение технологических возможностей за счет возможности мойки легкоповреждаемых продуктов плодоовощеводства, повышение интенсивности и качества мойки, увеличение производительности.
Поставленная задача достигается тем, что в малогабаритном станке для мойки продукции плодоовощеводства, содержащем ванну с жидкостью и установленный в ней приводной перфорированный барабан, выполненный по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи перфорированного барабана, под углом к оси вращения перфорированного барабана, в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения перфорированного барабана, смонтирован из, по крайней мере, одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, перфорированной полосы, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом к оси вращения перфорированного барабана винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру перфорированного барабана могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, перфорированный барабан выполнен в виде тороидальной многозаходной рабочей камеры, смонтированной в ванне тороидальной формы с жидкостью, снабженной платформой с вибратором, ось которого смонтирована под платформой горизонтально, обеспечивающим изменение формы траектории колебаний рабочей камеры и ванной с жидкостью с круговой на вертикальный эллипс, и выполнена в виде тора с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи тороидальной рабочей камеры под углом к его оси, в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения тороидальной рабочей камеры, смонтированной из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора, изготовленного из полосы, свернутой в кольцо, с образованием разных по размерам четырехугольников с противоположными двумя сторонами, расположенными параллельно друг другу, при этом секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелой тороидальной рабочей камеры, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом к продольной оси тороидальной рабочей камеры, волнообразных винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру тороидальной рабочей камеры могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, при этом, загрузочное окно прямоугольной формы, большая сторона которого перпендикулярна направлению винтовых канавок тороидальной рабочей камеры, выполнено в верхней части тороидальной рабочей камеры, а разгрузочное окно выполнено в нижней части тороидальной рабочей камеры, тоже прямоугольной формы, большая сторона которого перпендикулярна направлению винтовых канавок тороидальной рабочей камеры, при этом тороидальная ванна для жидкости с тороидальной рабочей камерой и платформой с вибратором жестко скреплены друг с другом.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне малогабаритного станка для мойки продукции плодоовощеводства.
Новизна состоит в том, что перфорированный барабан выполнен в виде тороидальной многозаходной рабочей камеры, смонтированной в тороидальной формы ванне с жидкостью снабженной платформой с вибратором, ось которого смонтирована под платформой горизонтально, обеспечивающим изменение формы траектории колебаний рабочей камеры и ванны с жидкостью с круговой на вертикальный эллипс, и выполнена в виде тора с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи тороидальной рабочей камеры под углом к его оси, что расширяет технологические возможности, уменьшает габариты по длине, а также повышает интенсивность и качество мойки.
п
Новизна заключается в том, что шлифовальный барабан выполнен в виде тороидальной рабочей камеры, установленной на платформе с вибратором, ось которого смонтирована под платформой горизонтально и обеспечивает изменение формы траектории колебаний тороидальной рабочей камеры с круговой на вертикальный эллипс, что приводит к увеличению удельной плотности полной кинетической энергии (Е) в 1.3.-1.5 раза и повышает производительность путем монтажа вибратора горизонтально под платформой с рабочей камерой, сокращает габариты по длине.
Новизна обусловлена тем, что тороидальная рабочая камера выполнена в виде тора, с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей в виде карманов волнообразной формы с центром кривизны, расположенными внутри рабочей камеры, и однонаправленных многозаходных винтовых линий, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия плодов продукции плодоовощеводства, но и расширяет технологические возможности, при этом тороидальная рабочая камера жестко соединена с платформой с вибратором и тороидальной ванной с жидкость.
Новизна заключается в том, что такое конструктивное оформление рабочей камеры позволяет обеспечить плавное осевое перемещение плодов продукции плодоовощеводства от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении, что обеспечивает транспортировку и их мойку без повреждений, упрощение эксплуатации в связи с отсутствием уклона станка или самой рабочей камеры.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям тороидальной рабочей камеры, векторы скорости движения плодов продукции плодоовощеводства при транспортировке их от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что внутри тороидальной рабочей камеры со сложной внутренней поверхностью в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что интенсифицирует процесс мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что рабочая камера выполнена в виде тора с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов волнообразной формы, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия плодов продукции плодоовощеводства, но и расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности тороидальной рабочей камеры образованы поверхности волнообразной формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что обеспечивает изменение направления движения плодов продукции плодоовощеводства, расширяет технологические возможности, в результате повышается производительность.
Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собрана тороидальная рабочая камера, по периметру смонтированы из полос с размеченными на них четырехугольниками, разных по площади и размерам, поэтому интенсивность и эффективность обработки плодов продукции плодоовощеводства возрастает и расширяются технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру рабочей камеры проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков плодов продукции плодоовощеводства поэтому расширяются технологические возможности в каждом сечении тороидальной рабочей камеры, а значит, повышается производительность.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии тороидальной рабочей камеры, поэтому степень сжатия потоков плодов продукции плодоовощеводства возрастает, процесс мойки интенсифицируется.
Новизна заключается также в том, что тороидальная рабочая камера изготовлена из секций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения потоков плодов продукции плодоовощеводства движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению тороидальной рабочей камеры, что усложняет траектории их движения, увеличивает интенсивность мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собрана тороидальная рабочая камера, по периметру смонтированы из полос, с размеченными на них четырехугольниками, разных по площади и размерам, поэтому интенсивность и эффективность мойки плодов продукции плодоовощеводства возрастает, расширяются технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что тороидальная рабочая камера изготовлена из секций, стенки которых разнонаклонны не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения потоков плодов продукции плодоовощеводства, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению тороидальной рабочей камеры, что усложняет траектории их движения, увеличивает интенсивность мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что тороидальная рабочая камера установлена на платформе и снабжена загрузочным окном прямоугольной формы, большая сторона которого перпендикулярна направлению винтовых канавок тороидальной рабочей камеры, выполненного в верхней части тороидальной рабочей камеры, а разгрузочное окно тоже выполнено прямоугольной формы, большая сторона которого перпендикулярна направлению винтовых канавок рабочей камеры и расположено в нижней части тороидальной рабочей камеры, что обеспечивает надежность загрузки и выгрузки плодов продукции плодоовощеводства в тороидальную рабочую камеру, расширяет технологические возможности и повышает производительность.
Новизна обусловлена тем, что по внутренней и наружной поверхности тороидальной рабочей камеры выполнены направленные в одну сторону винтовые линии и винтовые поверхности в виде карманов криволинейной формы, что интенсифицирует процесс мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что тороидальная рабочая камера выполнена многозаходной, что интенсифицирует процесс мойки и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что площадь соприкосновения перфорированных стенок по периметру предлагаемой конструкции тороидальной рабочей камеры, по сравнению с известными конструкциями, увеличивается, что интенсифицирует процесс мойки, повышает производительность.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен малогабаритный станок для мойки продукции плодоовощеводства, общий вид с наложенным разрезом по А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - тороидальная рабочая камера, вид сверху; на фиг. 4 - разрез Б-Б тороидальной рабочей камеры на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6 -  тороидальной рабочей камеры, вид сверху; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольника; на фиг. 9 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг. 10 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба, наглядное изображение; фиг. 11 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо в виде кругового сектора - секцию.
Малогабаритный станок для мойки продукции плодоовощеводства (фиг. 1, фиг. 2) содержит тороидальную многозаходную рабочую камеру 1, смонтированную в ванне 2 тороидальной формы с жидкостью, снабженной платформой 3 с вибратором 4, ось которого смонтирована под платформой 3 горизонтально, обеспечивающим изменение формы траектории колебаний рабочей камеры 1 и ванны 2 с круговой на вертикальный эллипс. Платформа 3, под которой расположен вибратор 4, жестко скреплена с тороидальной рабочей камерой 1 и с ванной 2 для жидкости, смонтированной посредством пружин 5 на основании 6.
Малогабаритный станок для мойки продукции плодоовощеводства снабжен электромагнитным клапаном 7 для подачи воды (фиг. 1, фиг. 2), система 8 управления сигнализацией для регулировки уровня воды (фиг. 1, фиг. 2), лотком для загрузки плодов продукции плодоовощеводства (на чертежах не показан), выгрузным лотком 9 для приема плодов, прошедших мойку.
Внизу ванны 2 имеется лоток 10 для сбора грязи и песка, к которому прикреплены однооборотный механизм 11 для слива воды, снабженный сливным патрубком, заслонкой для ручного открывания при необходимости слива воды из ванны 2, однооборотным механизмом, снабженным штурвалом (на рисунках не показаны).
1
2
В тороидальной рабочей камере 1 выполнено загрузочное окно прямоугольной формы 12, большая сторона «θ» которого перпендикулярна направлению винтовых канавок тороидальной рабочей камеры 1, выполненного в верхней части тороидальной рабочей камеры 1 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4). Разгрузочное окно 13 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 5) тоже выполнено прямоугольной формы, большая сторона «θ» которого перпендикулярна направлению винтовых канавок рабочей камеры 1 и выполнено в нижней части тороидальной рабочей камеры 1. Внутри тороидальной рабочей камеры 1 между загрузочным окном 12 и разгрузочным окном 13 смонтирована перегородка 14.
Тороидальная рабочая камера 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнена в виде тора из секций 15 (фиг. 6) с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками снаружи и внутри тороидальной рабочей камеры 1 под углом к его оси, в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны (фиг. 7), расположенными снаружи 16, 17, 18, 19, 20, 21 и карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения тороидальной рабочей камеры 22, 23, 24, 25, 26, 27.
Секции 15 (одна из секций 15 на фиг. 6 выделена сплошными утолщенными линиями) выполнены в виде кругового сектора и соединены между собой известными методами, например сваркой и т.п., с образованием по наружному и внутреннему периметру тороидальной рабочей камеры 1 винтовых канавок внутри и снаружи рабочей камеры 1 под углом к оси в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения рабочей камеры 1.
Карманы криволинейной формы по наружной поверхности 16, 17, 18, 19, 20, 21 (фиг. 7) и карманы криволинейной формы по внутренней поверхности 22, 23, 24, 25, 26, 27 по периметру рабочей камеры 1 могут быть различными не только по форме, но и по размерам.
Каждая из секций 15 изготовлена из полосы 28 (фиг. 8) согнутой волнообразно по линиям сгиба 29, расположенными под одинаковыми углами α к продольным кромкам полосы 28 и размещенными на одинаковых расстоянии L между линиями сгиба 29. Расстояние L равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, а именно расстоянию между точками А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А (фиг. 8, фиг. 9).
Таким образом, каждая из секций 15 изготовлена в виде кругового сектора (фиг. 6) и смонтирована из полосы 28 (фиг. 8, фиг. 9), на которой размечены прямоугольники 30 (один из прямоугольников показан на фиг. 8 двойной линией) и линии сгиба 29, размещенные друг от друга на одинаковых расстояниях, равных длине развертки периметра криволинейных карманов на расстояниях L и под углом α к продольным кромкам полосы 28.
1
2
3
4
5
6
На полосе 28 размечены также линии обрезки 31 кромок полосы 28, показанные на фиг. 8 штрих-пунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 31 участки полосы 28 (на фиг. 8 эти участки полосы 28 заштрихованы) отрезаются, и полоса 28 приобретает вид, показанный на фиг. 9, у которой линии сгиба 29 полосы 28 разные по длине L, L, L, L, L, L с образованием при этом разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - линиями сгиба 29 параллельных друг другу. Полосу 28 (фиг. 9), после обрезки кромок прямоугольников 30, по линии обрезки 31 сгибают волнообразно по прямым линиям, размещенным под углом α к кромкам полосы 28 с образованием волнообразных поверхностей А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А (фиг. 10) и затем сворачивается в кольцо 32 (фиг. 11) с криволинейной волнообразной поверхностью. Волнообразную полосу 28, после сворачивания в кольцо 32, соединяют известными методами, например сваркой, пайкой и т.д. по поперечным кромкам 33 и 34 (фиг. 10, фиг. 11) полосы 28 с образованием секции 15 в виде кругового сектора.
1
2
1
2
Таким образом, тороидальная рабочая камера 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), изготовленная в виде тора, выполнена по периметру в виде многозаходной волнообразной винтовой поверхности криволинейной формы под углом к оси рабочей камеры 1. На фиг. 6 показано, что по наружному диаметру D тороидальной рабочей камеры 1, расстояние между винтовыми поверхностями - S, а по внутреннему диаметру d расстояние между винтовыми поверхностями - S. При этом S больше S.
Тороидальная рабочая камера 1 (фиг. 2, фиг. 3) в виде тора (кругового кольца) с волнообразной криволинейной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием карманов криволинейной формы с изменяющимся по диаметру тороидальной рабочей камеры 1 шагом может быть изготовлена и иным способом.
Малогабаритный станок для мойки продукции плодоовощеводства работает следующим образом.
Возмущающая сила вибратора 4, через стенки тороидальной рабочей камеры 1, передается плодам продукции плодоовощеводства, находящимся внутри тороидальной рабочей камеры 1 и поступающим в нее непрерывным потоком через загрузочное приспособление (на чертеже не показано) и прямоугольное загрузочное окно 12. Под воздействием вибрации, плоды продукции плодоовощеводства совершают вращательное движение по вертикальным эллиптическим траекториям, при котором и происходит их мойка. Вода подается электромагнитным клапаном 9 и поступает в тороидальной формы ванну 2, омывая плоды продукции плодоовощеводства в тороидальном рабочем органе 1. Вода заполняет пространство между плодами продукции плодоовощеводства, обеспечивая в процессе их движения от загрузки к выгрузке их мойку. Грязь и мелкие частицы оседают и через сливной патрубок 11, сливаются в водоприемное устройство в виде лотка 10. В тороидальной рабочей камере 1 плоды продукции плодоовощеводства не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению тороидальной рабочей камеры 1. Так как на пути движения плодов продукции плодоовощеводства при этом вращательном движении, под разными углами расположены винтовые волнообразные поверхности, то плоды вынуждены изменять направление своего движения и совершать сложное движение, при котором они не только перемещаются от загрузки к выгрузке, но и обеспечивают интенсификацию процесса их мойки и расширение технологических возможностей. При этом, так как по длине тороидальной рабочей камеры 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения плодов продукции плодоовощеводства, которые при этом взаимодействуют с карманами волнообразной формы внутренних стенок тороидальной рабочей камеры 1, т.е. имеет место повышение интенсивности мойки. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру рабочей камеры 1 способствует не только усложнению траекторий плодов продукции плодоовощеводства, но и перемещению по проходному сечению тороидальной рабочей камеры 1 в сторону выгрузки - разгрузочному окну 13 прямоугольной формы. При движении плодов продукции плодоовощеводства по проходному сечению тороидальной рабочей камеры 1, из-за изменения проходного сечения по форме и размерам, образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении тороидальной рабочей камеры 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс мойки и расширяет технологические возможности. Обработанные плоды продукции плодоовощеводства через разгрузочное окно 13, выводятся с помощью разгрузочного приспособления (на чертежах не показано) за пределы станка в выгрузной лоток 9. Повышению производительности, интенсивности и качеству мойки способствует и жидкость в ванне 2, которая под воздействием вибратора совершает колебательное движение.
Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения перфорированного барабана в виде тороидальной многозаходной рабочей камеры, смонтированной в тороидальной ванне с жидкостью, совершающих совместно с платформой и вибратором низкочастотные колебания, что не только повышает интенсивность, качество и производительность мойки плодов продукции плодоовощеводства, но и значительно сокращает габариты по длине.
п
Технико-экономические преимущества возникают также за счет изменения формы траектории колебаний тороидальной рабочей камеры с круговой на вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е) в 1.3.-1.5 раза и повышает производительность путем монтажа вибратора горизонтально под платформой с тороидальной рабочей камерой, что повышает производительность и расширяет технологические возможности, а также за счет выполнения тороидальной рабочей камеры в виде тора, с образованием по его наружному и внутреннему периметру многозаходных винтовых поверхностей волнообразной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий, которые обеспечивают изменение направления движения потоков плодов продукции плодоовощеводства и расширяют технологические возможности.