Результат интеллектуальной деятельности: Машина для выделения семян

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано на предприятиях консервной отрасли.

Известен станок для выделения семян (патент РФ №2551164, кл. А23N 4/12, опубл. 27.11.1012, бюл. №33), содержащий снабженный винтовой направляющей цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращения и смонтированный в нем полый перфорированный ротор, снабженный приемным винтовым приспособлением, изготовленным в форме пустотелой перфорированной конической рубашки с многозаходной винтовой поверхностью, узел подачи воды, загрузочное и разгрузочное приспособления.

Недостатком этого станка являются ограниченные технологические возможности и недостаточная эффективность отделения семян.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для выделения семян (патент №2546185, кл. A23N 4/12, 1992), содержащее снабженный винтовой направляющей цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращения и смонтированный в нем полый перфорированный ротор, снабженный приемным винтовым приспособлением, изготовленным в форме пустотелой перфорированной конической рубашки с многозаходной винтовой поверхностью, узел подачи воды, загрузочное и разгрузочное приспособления. Недостатком является сложность изготовления, ограниченные технологические возможности и недостаточная эффективность отделения семян.

Техническим решением является расширение технологических возможностей, упрощение изготовления и повышение эффективности отделения семян.

Техническое решение достигается тем, что в машине для выделения семян, содержащей снабженный винтовой направляющей цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращения и смонтированный в нем полый перфорированный ротор, снабженный приемным винтовым приспособлением, изготовленным в форме пустотелой перфорированной конической рубашки с многозаходной винтовой поверхностью, узел подачи воды, загрузочное и разгрузочное приспособления, согласно изобретению перфорированный ротор изготовлен из трех и более перфорированных полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине перфорированного ротора от загрузки к выгрузке, на которых попеременно с их противоположных сторон под углом 60° выполнены зоны ослабленного сечения - надрезы со скошенными стенками посредством фрезерования или обработки давлением, затем перфорированные полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке с образованием по периметру перфорированного ротора трех и более винтовых канавок и винтовых линий левого и правого направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий от загрузки к выгрузке.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой машины для выделения семян.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания перфорированных полос трапециевидной формы переменной ширины в поперечном направлении образованы по их длине многогранные криволинейные перфорированные поверхности, что не только изменяет траекторию движения частиц сырья (дробленные бахчевые, например тыквы) в каждой точке поверхности перфорированного ротора, но и ускоряет процесс движения частиц сырья, повышает эффективность отделения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что перфорированный ротор изготовлен из трех и более перфорированных полос трапециевидной формы, что упрощает изготовление перфорированного ротора, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что поверхность перфорированного ротора снабжена винтовыми линиями равного шага, направленными навстречу друг к другу по периметру и соответственно винтовыми канавками внутри перфорированного ротора, направленными тоже навстречу друг другу, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков сырья с максимальной энергоемкостью соударений частиц сырья друг с другом и со стенками перфорированного ротора под разными углами, увеличивает частоту взаимодействия частиц сырья друг с другом и со стенками перфорированного ротора, увеличивает производительность выделения и отделения семян и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что перфорированные полосы, из которых изготовлен перфорированный ротор, скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке с образованием по периметру перфорированного ротора трех и более плавных винтовых канавок и плавных винтовых линий левого и правого направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности, упрощает изготовление и повышает эффективность отделения семян.

Новизна обусловлена также тем, что площадь и форма поперечного сечения перфорированного ротора изменяются от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории движения частиц сырья по мере их перемещений от загрузки к выгрузке, интенсифицирует энергоемкость и частоту их взаимодействия, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что плавные винтовые перфорированные поверхности и плавные винтовые канавки завихряют потоки частиц сырья, что повышает эффективность отделения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается в плавном увеличении проходного сечения перфорированного ротора по длине от загрузки к выгрузке, что увеличивает скорость перемещения частиц сырья, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания перфорированных полос трапециевидной формы переменной ширины в поперечном направлении образованы внутри перфорированного ротора криволинейные поверхности различной кривизны в каждом поперечном сечении по его длине, что не только изменяет траекторию движения частиц сырья в каждой точке криволинейной поверхности перфорированного ротора, но и ускоряет процесс их движения, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что перфорированный ротор по периметру снабжен тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми линиями, шаг которых изменяется от загрузки к выгрузке, и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри, что увеличивает скорость перемещений частиц сырья от загрузки к выгрузке, интенсифицирует процессы выделения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного сечения перфорированного ротора по длине увеличивается от загрузки к выгрузке за счет условно конической формы, что не только интенсифицирует процесс отделения семян от плодов, так как нарушает стационарность движения потоков плодов, изменяя амплитуду колебаний по мере их перемещения, но и обеспечивает их движение в осевом направлении, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что частота движения сырья (плодов) в предлагаемой конструкции определяется не только частотой вращения перфорированного ротора, но и количеством плоских элементов по его периметру, такое конструктивное оформление поверхности перфорированного ротора за счет увеличения количества и площади плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает за каждый оборот частоту соударений частиц сырья между собой и со стенками перфорированного ротора, повышает интенсивность и производительность отделения семян от массы плодов, расширяет технологические возможности.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран перфорированный ротор, смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность взаимодействия частиц сырья возрастает, так как эти элементы, работая, как полки захватывают порции частиц сырья, направляют их навстречу друг другу, на движущиеся на противоположной стороне стенки перфорированного ротора, нарушая, таким образом, не только стационарность их движения, но и обеспечивая самоочистку отверстий перфораций стенок ротора, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения перфорированного ротора изменяется в каждом поперечном сечении от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц сырья (плодов) друг с другом и со стенками перфорированного ротора, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение перфорированного ротора имеет форму многоугольника, площадь которого по длине многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс сырья, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря взаимонаправленным ломанным винтовым линиям векторы скорости движения частиц сырья при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса выделения семян и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру перфорированного ротора образованы плавные винтовые поверхности по длине, что обеспечивает нарушение стационарности потоков сырья внутри перфорированного ротора, повышение интенсивности выделения семян, расширение технологических возможностей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена машина для выделения семян, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - перфорированный ротор, вид спереди, смонтированный из шести перфорированных полос трапециевидной формы; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на фиг. 5 - трапециевидная перфорированная полоса, общий вид с размеченными зонами ослабленного сечения - надрезами; на фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - трапециевидная перфорированная полоса после скручивания в продольном направлении относительно собственной продольной оси симметрии 0₁-0₁; на фиг. 8 - трапециевидная перфорированная полоса после скручивания в продольном направлении относительно собственной продольной оси симметрии и сгиба по винтовой линии в поперечном направлении на конусной оправке.

Машина для выделения семян (фиг. 1, фиг. 2) содержит четыре роликовые опоры 1, на которых установлены круговые обечайки 2 и 3, в которых закреплен сетчатый корпус 4 цилиндрической формы с коаксиально и жестко смонтированным в нем, известными средствами, полым перфорированным ротором 5. Перфорированный ротор 5 изготовлен по периметру в виде многозаходной винтовой перфорированной поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри перфорированного ротора под углом к его оси вращения и снабжен приемным приспособлением 6, изготовленным в форме пустотелой перфорированной конической многозаходной винтовой рубашки. Приемное винтовое приспособление 6 жестко скреплено с перфорированным ротором 5 известными методами. Размеры ячеек перфораций ротора 5 и приемного приспособления 6 больше максимального размера семян плодов, а размеры ячеек сетчатого корпуса 4 меньше минимального размера семян плодов. Корпус 4, а с ним и полый перфорированный ротор 5 с приемным приспособлением 6 вращаются с помощью привода 7. Устройство снабжено узлом подачи воды, включающим коллектор 8 и два патрубка 9, а также загрузочной воронкой 10 для загрузки сырья, разгрузочным лотком 11 для приема разрушенных плодов, разгрузочным лотком 12 для приема семян, а также поддоном 13 для сбора волокон и воды. Для сбора и транспортировки семян в разгрузочный лоток 13 внутри корпуса 4 смонтированы винтовые направляющие 14. Перфорированный ротор 5 с прикрепленным к нему приемным приспособлением 6 смонтированы жестко с цилиндрическим корпусом 4 стяжками 15.

Перфорированный ротор 5 (фиг. 3, фиг. 4) выполнен, например, из шести перфорированных полос трапециевидной формы 16, 17, 18, 19, 20, 21 с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине перфорированного ротора 5 от загрузки к выгрузке.

На трапециевидных перфорированных полосах 16, 17, 18, 19, 20, 21 попеременно с их противоположных сторон под углом 60° к оси полос выполнены зоны ослабленного сечения 22 и 23 - надрезы (фиг. 5, фиг. 6), например, на полосе 19 надрезы 22 и 23 со скошенными стенками посредством фрезерования или обработкой давлением и т.п. Геометрия и величины углов λ, γ, ω, ψ, α, β скосов надрезов (фиг. 5) и их взаимное расположение определяют углы наклона треугольников 24 и треугольников 25 друг к другу и шаг винтовых линий по периметру перфорированного ротора 5. Для чего каждая из трапециевидных перфорированных полос 16, 17, 18, 19, 20, 21 скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, например, как трапециевидная полоса 19, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из ее концов и повернут другой конец трапециевидной перфорированной полосы в заданном направлении относительно продольной оси 0₁-0₁ (фиг. 7). Скрученную таким образом перфорированную полосу, например полосу 19, размещают на конической оправке 26 (фиг. 8) и изгибают так, чтобы кромки трапециевидной перфорированной полосы разместились в поперечном направлении по винтовой линии. При этом трапециевидная перфорированная полоса деформируется и ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом деформируют остальные полосы, образующие перфорированный ротор 5. Далее три, четыре, пять, шесть и более деформированных таким образом перфорированных трапециевидных полос соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам. Скручивание каждой перфорированной полосы трапециевидной формы обеспечивает дополнительное искривление поверхности перфорированного ротора 5, благодаря чему интенсифицируется процесс взаимодействия частиц сырья. Полосы 16, 17, 18, 19, 20, 21 после сгиба соединяют друг с другом боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием по периметру перфорированного ротора 5 левых и правых винтовых линий и внутренних винтовых канавок с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий от загрузки к выгрузке. На фиг. 3 и фиг. 4 показаны утолщенными линиями одна из шести правых винтовых линий 27-28-29-30-31-32 с переменным, увеличивающимся шагом S₁ и одна из шести левых винтовых линий 33-34-35-29-36-37 с переменным, увеличивающимся шагом S₂. При этом шаг S₁ равен шагу S₂.

Количество винтовых линий правого и левого направлений у перфорированных роторов 5 одинаково. Движение частиц сырья в таком перфорированном роторе 5 осуществляется за счет естественного уклона его конуса, а также внутренних винтовых канавок внутри его. Наличие направленных навстречу друг другу винтовых линий и винтовых канавок обеспечивает интенсивное взаимодействие частиц сырья друг с другом, а также со стенками перфорированного барабана 5.

Машина для выделения семян работает следующим образом.

Частицы сырья - дробленные бахчевые, например тыква, поступают через загрузочную воронку 10 во вращающееся приемное винтовое приспособление 6 и далее в перфорированный ротор 5. Перемещение частиц сырья - дробленных бахчевых происходит за счет наличия винтовых линий. При этом обеспечивается не только транспортировка их вдоль горизонтальной оси и выгрузка в разгрузочный лоток 11 дробленной тыквы без семян, но и дробление бахчевых на более мелкие фракции за счет роста энергоемкости, мощности и частоты соударений потоков дробленных бахчевых одного с другим и с винтовыми поверхностями стенок пустотелого перфорированного приспособления 6 и перфорированного ротора 5, в результате чего происходит интенсивное отделение семян. Таким образом, при вращении перфорированного ротора 5 плоские элементы - равносторонние перфорированные треугольники, смонтированные по периметру перфорированного ротора 5 разнонаклоненными к оси вращения перфорированного ротора 5 и друг к другу, работая как ковши (полки), захватывают различные по объему порции сырья, поднимают их по направлению вращения перфорированного ротора 5 несколько выше угла естественного откоса, а затем направляют эти порции в направлениях, перпендикулярных этим полкам (ковшам), под некоторым углом не только к оси вращения перфорированного ротора 5, но и к другим по массе потокам сырья, движущимся внутри перфорированного ротора 5 под другими углами и с другими скоростями. Длина траектории движении (амплитуда) масс сырья в значительной степени зависит от диаметра перфорированного ротора 5, от углов наклона плоских перфорированных элементов друг к другу и к оси вращения. Частота движения и соударений масс сырья определяется не только частотой вращения перфорированного ротора 5, но и количеством плоских перфорированных элементов по его периметру. Поэтому в предлагаемой конструкции устройства для выделения семян обеспечивается повышение частотных характеристик в десятки раз, расширяются технологические возможности. Так как по длине перфорированного ротора 5 от загрузки к выгрузке меняется многократно форма и размеры поперечного сечения, имеющего форму многоугольника, то обеспечивается многократное периодическое поджатие масс сырья, что увеличивает интенсивность смешивания, энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности. При вращении перфорированного ротора 5 сырье (плоды) совершает(ют) сложно пространственное движение по винтовым траекториям, происходит отделение семян от плодов. Отделившие семена удаляются через отверстия перфорированного ротора 5 и приспособления 6 и попадают во внутреннюю полость корпуса 4. Удаление приставших к ротору 5 и корпусу 4 семян и волокна осуществляется водой, подаваемой коллектором 8 и патрубками 9. Семена, отделенные от мякоти бахчевых в корпусе 4, транспортируются винтовыми направляющими 14 в разгрузочный лоток 12 приема семян. Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить эффективность отделения семян, расширяет технологические возможности, упрощает изготовление.

Технико-экономические преимущества возникают за счет упрощения изготовления перфорированного ротора из перфорированных полос, за счет образования по периметру перфорированного ротора трех и более винтовых канавок и винтовых линий левого и правого направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности и увеличивает производительность выделения семян.