Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕМЯН

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 направляющий 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.

Техническим решением является расширение технологических возможностей, повышение эффективности выделения семян.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве для выделения семян, содержащем корпус и смонтированный в нем полый перфорированный ротор, узел подачи воды, загрузочное и разгрузочное приспособления, перфорированный ротор по периметру изготовлен из трех и более перфорированных полос переменной ширины выпуклой криволинейной формы свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении, изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении и согнутых по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно, под углом одна к другой, с обеих сторон перфорированных полос, с образованием по периметру перфорированного ротора направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий и ломаных винтовых перфорированных поверхностей с переменным шагом.

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

Новизна обусловлена тем, что перфорированные полосы имеют криволинейную выпуклую форму переменной ширины и выполнены ребристыми в поперечном направлении с образованием по периметру перфорированного ротора чередующихся граней, что обеспечивает постепенное сжатие, затем разрежение и на выходе вновь сжатие и уплотнение потоков дробленных бахчевых, что интенсифицирует процесс отделения семян и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота дробленных бахчевых, например тыквы, в предлагаемой конструкций определяется не только частотой вращения ротора, но и количеством плоских элементов по его периметру, то такое конструктивное оформление ротора за счет увеличения количества плоских элементов по периметру ротора увеличивает за каждый его оборот частоту соударений дробленных бахчевых, например тыквы между собой и с перфорированными стенками ротора, повышает производительность выделения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление ротора позволяет обеспечить последовательного постепенного уплотнения, разрежения и вновь уплотнения потоков дробленных бахчевых, например тыквы, по мере их продвижения от загрузки к выгрузке, а также повысить эффективность смешивания дробленных бахчевых, например тыквы, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений ротора изменяются по всей длине многократно от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения дробленных бахчевых, например тыквы, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по периметру ротора образованы направленные навстречу друг другу ломаные винтовые перфорированные поверхности с переменной шириной выпуклой криволинейной формы по длине, что обеспечивает нарушение стационарности потоков движения дробленных бахчевых и тыквы внутри ротора и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по периметру ротора, направлены навстречу не только друг другу под углом, но и к оси его ломаные винтовые линии, при этом скорость дробленных бахчевых, например тыквы, внутри ротора в каждой точке их потоков хаотически пульсирует, поэтому дробленные бахчевые внутри ротора совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям, расширяют технологические возможности, обеспечивают самоочистку перфорированных граней и повышают производительность отделения семян.

Новизна заключается в том, что по периметру ротора образованы ломаные винтовые линии, направленные навстречу друг другу, что расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий по периметру изменяется по длине ротора от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует технологический процесс отделения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что скручивание каждой перфорированной полосы по надрезам со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом одна к другой с обеих сторон перфорированных полос, обеспечивает дополнительное искривление поверхности по периметру ротора, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов перемещения дробленных бахчевых в соседних участках ротора, поэтому дробленные бахчевые, например тыквы, движутся по сложным траекториям, увеличивая число столкновений друг с другом и с перфорированными стенками ротора, что интенсифицирует процесс отделения семян, обеспечивает самоочистку перфорированных граней ротора.

На фиг. 1 изображено устройство для выделения семян, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - перфорированный ротор выпуклой формы, общий вид; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на фиг. 5 - одна из перфорированных полос переменной ширины, из которых изготовлен ротор выпуклой формы; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - перфорированная полоса переменной ширины (фиг. 5) после скручивания в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы; на фиг. 8 - перфорированная полоса переменной ширины (фиг. 5) после сгиба по винтовым линиям на бочкообразной оправке.

Устройство для выделения семян содержит четыре роликовые опоры 1, на которых установлены круговые обечайки 2 и 3, в которых закреплен корпус 4 с перфорированной цилиндрической поверхностью по периметру с коаксиально и жестко смонтированным в нем известными средствами полым перфорированным ротором 5. Ротор 5 выполнен пустотелым, перфорированным. Размеры ячеек перфораций ротора 5 больше максимального размера семян плодов, а размеры ячеек перфорированного корпуса 4 меньше размера семян плодов. Корпус 4, а с ним и полый ротор 5 вращаются с помощью привода 6. Устройство снабжено узлом подачи воды, включающим коллектор 7 и два патрубка 8, а также загрузочной воронкой 9 для загрузки сырья, разгрузочным лотком 10 для приема разрушенных плодов, разгрузочным лотком 11 для приема семян, а также поддоном 12 для сбора волокон и воды. Для сбора и транспортировки семян в разгрузочный лоток 11 внутри корпуса 4 смонтированы винтовые направляющие 13. Перфорированный ротор 5 смонтирован жестко с цилиндрическим корпусом 4 стяжками 14.

Перфорированный ротор 5 (фиг. 3, фиг. 4) выпуклой формы выполнен из перфорированных полос 15, 16, 17, 18, 19, 20 переменной ширины (фиг. 5) с надрезами (фиг. 6), скрученных не только в вертикальной плоскости в продольном направлении относительно собственной оси симметрии перфорированной полосы (фиг. 7), но и в поперечном направлении на бочкообразной оправке по винтовым линиям (фиг. 8). Так как перфорированные полосы 15, 16, 17, 18, 19, 20 имеют переменную ширину (фиг. 5), то перфорированный ротор 5 (фиг. 3, фиг. 4) имеет переменное продольное сечение и переменное проходное поперечное сечение по длине перфорированного ротора 5. Кроме того, перфорированные полосы 15, 16, 17, 18, 19, 20 выполнены ребристыми в продольно-поперечном направлении, образуя по периметру перфорированного ротора 5 (фиг. 3, фиг. 4) чередующие треугольные перфорированные грани, например перфорированные грани 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 и т.д. на перфорированной полосе, например, 17. При этом каждые две смежные перфорированные грани, например, 21 и 22, 22 и 23, 23 и 24 и т.д. расположены под тупым углом одна к другой с наружной и внутренней сторон перфорированных полос 15, 16, 17, 18, 19, 20, пересекаются между собой с образованием винтовых линий основного направления шагом S₁, например, 30-31-32-33-34-35-36, на наружной поверхности и винтовых канавок по внутренней поверхности перфорированного ротора 5, а также по наружной поверхности перфорированного ротора 5 впадин и выступов между смежными перфорированными гранями, например, 21 и 22, 22 и 23, 23 и 24 и т.д., расположенными под тупым углом одна к другой. На фиг. 3 и фиг. 4 одна из винтовых линий с шагом S₁ основного направления 30-31-32-33-34-35-36 показана утолщенной линией. На наружной поверхности перфорированного ротора 5 образуются также винтовые канавки и винтовые линии противоположного направления с шагом S₂, например, 37-38-39-33-40-41-42 (на фиг. 3, фиг. 4) тоже показаны утолщенной линией. Винтовые линии по наружной поверхности перфорированного ротора 5 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности, причем винтовые канавки и винтовые линии перфорированного ротора 5 могут иметь различное число заходов и различные шаги винтовых линий.

На перфорированных полосах 15, 16, 17, 18, 19, 20 перед свертыванием выполняют надрезы 43 и 44 со скошенными стенками, расположенными попарно под углом одна к другой, как, например, на фиг. 5, фиг. 6 посредством фрезерования, обработки давлением и т.п. Геометрия и величина углов Δ, ξ, σ, τ, ν, χ скосов надрезов и их взаимное расположение соответствует числу заходов и величинам шагов винтовых линий противоположного направления. Надрезы 43 и 44 создают (фиг. 5, фиг. 6) попеременно с противоположных сторон каждой из перфорированных полос. Затем относительно продольной оси каждую из перфорированных полос 15, 16, 17, 18, 19, 20 скручивают в вертикальной плоскости относительно продольной оси перфорированной полосы. На фиг. 7 показана одна из перфорированных полос, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси, с расположенными по винтовым линиям вдоль продольной оси боковыми кромками 45 и 46. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси перфорированную полосу, например, 17, помещают на бочкообразную оправку 47 (фиг. 8) и изгибают так, чтобы боковые кромки 45 и 46 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном сечении на бочкообразной оправке 47 каждая перфорированная полоса повернута относительно продольной оси ротора 5 так, что ее кромки образуют и в поперечном направлении перфорированной полосы винтовые линии с одинаковым шагом для всех перфорированных полос. После этого перфорированную полосу, например, 17, деформируют и снимают с оправки 47. Аналогичным образом обрабатывают остальные перфорированные полосы, например, 15, 16, 18, 19, 20. Далее все деформированные полосы 15, 16, 17, 18, 19, 20 совмещают и соединяют известными методами, например, сваркой. Так как перфорированные полосы 15, 16, 17, 18, 19, 20, из которых смонтирован перфорированный ротор 5, свернуты не только в продольном, но и в поперечном направлении, то по периметру перфорированного ротора 5 образованы различные по шагу, направленные навстречу друг другу винтовые внутренние перфорированные поверхности и в местах их соединения винтовые канавки. Образование сложной внутренней перфорированной поверхности в виде сочетания двух криволинейных поверхностей, в каждой точке которых возникают разнонаправленные составляющие движения, повышает интенсивность выделения семян и расширяет технологические возможности устройства для выделения семян.

Устройство для выделения семян работает следующим образом.

Дробленные бахчевые, например тыквы, поступают через загрузочную воронку 9 во вращающийся перфорированный ротор 5. Перемещение дробленного сырья происходит за счет наличия винтовых линий. При этом обеспечивается не только транспортировка бахчевых вдоль горизонтальной оси и выгрузка в разгрузочный лоток 10 дробленной тыквы без семян, но и дробление кусков бахчевых на более мелкие фракции за счет роста энергоемкости, мощности и частоты соударений потоков дробленных бахчевых одна с другой и с винтовым поверхностями стенок пустотелого перфорированного ротора 5, в результате чего происходит интенсивное отделение семян. Отделившиеся семена удаляются через отверстия перфорированного ротора 5 и попадают во внутреннюю полость корпуса 4. Удаление приставших к перфорированному ротору 5 и корпусу 4 семян и волокна осуществляется водой, подаваемой коллектором и патрубками 8. Семена, отделенные от мякати бахчевых в корпусе 4, транспортируются винтовыми направляющими 13 в разгрузочный лоток 11 приема семян.

Таким образом, устройство для выделения семян работает следующим образом.

В перфорированный ротор 5 через средство для загрузки 9 беспрерывно загружаются дробленные бахчевые, например тыквы. При вращении перфорированного ротора 5 частицы дробленных бахчевых захватываются внутренними смежными перфорированными гранями, например, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 и т.д., расположению под тупым углом одна к другой и работая как полки, смонтированные по ломаным винтовым линиям под некоторыми углами друг к другу, поднимают порции частиц дробленных бахчевых на определенную высоту и бросают их навстречу друг другу под углом не только по направлению движения этих порций, но и под углом движущихся стенок перфорированного ротора 5. Т.е. по достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы дробленных бахчевых движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося перфорированного ротора 5 и перемещаются в сторону выгрузки. Происходит интенсивное отделение семян от дробленных частей тыквы.

Так как поверхность перфорированного ротора 5 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций дробленных бахчевых, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку внутренняя поверхность перфорированного ротора 5 криволинейна, то каждая порция частиц бахчевых перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания, дробления и перетирания частиц бахчевых друг с другом и с перфорированными стенкам перфорированного ротора 5, повышает интенсивность выделения семян, расширяет технологические возможности, обеспечивает самоочистку перфорированных стенок перфорированного ротора 5. Так как из-за криволинейности бочкообразной поверхности перфорированного ротора 5 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений бахчевых, то каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва этих частиц от стенок перфорированного ротора 5, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса выделения семян. При этом обеспечивается не только интенсивное перемешивание частиц бахчевых, но и обеспечивается их измельчение на меньшие фракции. Длина траектории движении (амплитуда) масс плодов бахчевых в значительной степени зависит от диаметра перфорированного ротора 5, от углов наклона плоских элементов друг к другу и к оси вращения. Частота движения и соударений масс плодов определяется не только частотой вращения перфорированного ротора 5, но и количеством плоских элементов по его периметру. Поэтому в предлагаемой конструкции устройства для выделения семян обеспечивается повышение частотных характеристик, расширяются технологические возможности, обеспечивается самоочистка перфорированных граней перфорированного ротора 5. 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 плодов бахчевых, что увеличивает интенсивность отделения семян, энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности и обеспечивается самоочистка перфорированных граней перфорированного ротора 5. Таким образом, при вращении перфорированного ротора 5 частицы бахчевых совершают сложно пространственное движение по винтовым траекториям, происходит интенсивное отделение семян.

Технико-экономические преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений плодов бахчевых, повышение интенсивности отделения семян, а также скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает производительность, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц плодов друг с другом и со стенками перфорированного ротора 5, повышает производительность, расширяет технологические возможности. Так как поверхность перфорированного ротора 5 выполнена бочкообразной формы и по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение интенсифицируется процесс выделения семян и расширяются технологические возможности устройства, обеспечивается самоочистка перфорированных граней перфорированного ротора 5, при этом обеспечивается процесс последовательного постепенного уплотнения и разрежения потоков частиц плодов бахчевых по мере продвижения их от загрузки к выгрузке, что также интенсифицирует процесс выделения семян и расширяет технологические возможности устройства для выделения семян.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить эффективность отделение семян, расширить технологические возможности.