Результат интеллектуальной деятельности: Станок для выделения семян

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

Известно 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, изготовленный по меньшей мере из одной перфорированной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным на равном расстоянии друг от друга под одинаковыми углами к продольным кромкам перфорированной полосы с образованием одинаковых перфорированных параллелограммов, расположенных после сгиба на перфорированной полосе попеременно в противоположные стороны друг от друга, при этом перфорированная полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам с образованием по периметру однонаправленных ломанных винтовых линий и одинаковых ломанных винтовых перфорированных карманов треугольной формы по наружной и внутренней перфорированной поверхности ротора, 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.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является станок для выделения семян (патент РФ №2551164, кл. А23N 4/12, опубл. 27.11.1012, бюл. №33), содержащий снабженный винтовой направляющей корпус и смонтированный в нем полый перфорированный ротор, изготовленный в виде многозаходной перфорированной поверхности, выполненный из одной и более перфорированных лент одинаковой ширины, согнутых в цилиндрические витки и соединенных по продольным кромкам с образованием по наружной и внутренней поверхностям ротора направленных в одну сторону под углом 10°-70°, к его продольной оси карманов криволинейной формы, при этом карманы по периметру имеют разную форму и размеры, а расстояние между линиями сгиба лент равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей ротора, который установлен с возможностью вращения, снабженный приемным приспособлением, изготовленным в форме пустотелой перфорированной конической рубашки, 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 станке для выделения семян, содержащим корпус и смонтированный в нем полый перфорированный ротор, установленный с возможностью вращения, снабженный загрузочным приспособлением для сырья, узел подачи воды, разгрузочное приспособление, перфорированный ротор выполнен в виде цилиндра с осью 0₁-0₁ смонтированным наклонно под углом α относительно оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂ с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая перфорированная стенка у загрузочной втулки выполнена плоской и смонтирована под углом ϕ к оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂, а торцевая перфорированная стенка у разгрузочной втулки выполнена конической формы и размещена под углом β к оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂, в том числе, может быть перпендикулярна оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂, при этом торцевые перфорированные стенки перфорированного ротора смонтированы под углом δ друг к другу, а большие диаметры эллипсов торцевых перфорированных стенок повернуты по оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂ друг относительно друга на угол ψ, и по всей длине перфорированного ротора по его оси вращения 0₂-0₂ смонтирована цилиндрическая пружина выпуклой формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения перфорированного ротора, который оборудован устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, причем корпус снабжен разгрузочным приспособлением семян и вместе с перфорированным ротором закреплен на раме, упруго смонтированной на станине.

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

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что по всей длине перфорированный ротор имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс выделения семян из сырья, например плодов бахчевых - тыквы, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированного ротора и его изготовление в виде цилиндра с осью 0₁-0₁ смонтированного наклонно под углом α относительно его оси вращения 0₂-0₂ с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочной втулки выполнена перфорированной плоской и смонтирована под углом ϕ к оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂, а торцевая стенка у разгрузочной втулки выполнена тоже перфорированной конической формы и размещена под углом β к оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂, в том числе, может быть перпендикулярна к его оси вращения 0₂-0₂, при этом торцевые перфорированные стенки перфорированного ротора смонтированы под углом δ друг к другу, а большие диаметры эллипсов торцевых перфорированных стенок повернуты по оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂ друг относительно друга на угол ψ, что нарушает стационарность движения сырья, повышает производительность и эффективность отделения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что в результате выполнения перфорированного ротора в виде цилиндра с осью 0₁-0₁, смонтированной наклонно под углом α относительно оси его вращения 0₂-0₂, с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочной втулки выполнена перфорированной плоской и смонтирована под углом ϕ к оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂, а торцевая стенка у разгрузочной втулки выполнена конической формы тоже перфорированной и размещена под углом β к оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂, в том числе может быть перпендикулярна к его оси вращения 0₂-0₂, при этом перфорированные торцевые стенки перфорированного ротора смонтированы под углом δ друг к другу, а большие диаметры эллипсов торцевых перфорированных стенок повернуты по оси вращения перфорированного ротора 0₂-0₂ друг относительно друга на угол ψ, поэтому сырье (например, плоды бахчевых-тыквы) совершает сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как поверхность перфорированного ротора выполнена в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность и эффективность выделения семян из плодов, расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине перфорированного ротора смонтирована пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения пефорированного ротора, которая обеспечивает не только перемещение сырья в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса выделения из него семян за счет того, что частицы сырья, совершающие циркуляционное движение внутри перфорированного ротора в плоскостях, перпендикулярных ее оси симметрии, встречаясь с витками прямоугольной формы пружины изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии перфорированного ротора, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и с перфорированными стенками перфорированного ротора, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине перфорированного ротора пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц сырья и изменять скорости перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.

Новизна заключается также в том, что направление витков пружины с прямоугольным сечением витков совпадает с направлением вращения перфорированного ротора, что обеспечивает транспортировку частиц сырья от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.

Новизна изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированного ротора создает дебаланс во вращающемся перфорированном роторе, что придает ему и корпусу низкочастотные колебания, которые не только интенсифицируют процесс дробления сырья и выделения семян, но и обеспечивают надежность перемещения семян по дну корпуса и их вывод за пределы станка для выделения семян.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине перфорированного ротора смонтирована пружина цилиндрической формы с прямоугольным сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения перфорированного ротора, которая обеспечивает не только перемещение частиц сырья в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса разрушения плодов и отделение семян за счет того, что частицы сырья, совершающие циркуляционное движение внутри перфорированного ротора в плоскостях, перпендикулярных его оси симметрии, встречаясь с витками прямоугольной формы пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии перфорированного ротора, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и со стенками перфорированного ротора, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что большие диаметры торцевых щек эллиптической формы повернуты друг относительно друга на некоторый угол, что нарушает стационарность движения потоков сырья, поэтому размеры и расположения активного их взаимодействия заметно меняются за время одного оборота перфорированного ротора, что обеспечивает не только самоочистку отверстий поверхности перфорированного ротора и его торцевых щек, но и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что расположение торцевых щек под острым углом к оси вращения поверхности перфорированного ротора обеспечивает не только разность давления на частицы потоков сырья внутри перфорированного ротора, но и перемещение их от загрузки к выгрузке.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен станок для выделения семян, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - пространственное изображение перфорированного ротора; на фиг. 4 - торцевая стенка перфорированного ротора у разгрузочной втулки; на фиг. 5 - вид А на фиг. 3 в виде схемы - расположение осей больших диаметров эллипсов торцевых стенок перфорированного ротора.

Установка для выделения семян содержит (фиг. 1, фиг. 2) корпус 1 и смонтированный в нем полый перфорированный ротор 2, установленный с возможностью вращения (привод на чертеже не показан), снабженный загрузочным приспособлением сырья (загрузочная воронка) 3, узел подачи воды, включающий коллектор 4 и патрубок 5. Корпус 1 снабжен разгрузочным приспособлением семян 6 и вместе с перфорированным ротором 2 закреплен на раме 7, упруго смонтированной на станине 8 с помощью четырех упругих элементов 9. Установка для выделения семян содержит (фиг. 1, фиг. 2) также разгрузочный лоток 10 для приема разрушенных плодов и разгрузочный лоток 11 для приема семян, а также поддон 12 для сбора волокон и воды. Разгрузочное приспособление семян 6 включает перфорированное дно 13 корпуса 1. Сам корпус 1 состоит из непосредственно корпуса 1 и крышки 14, жестко скрепленных друг с другом. Со стороны разгрузки семян в корпусе 1 над перфорированным дном 13 корпуса 1 выполнено прямоугольной отверстие 15 для вывода семян за пределы корпуса 1 станка для выделения семян. Перфорированный ротор 2 смонтирован с возможностью вращения на опорах 16 и 17, которые закреплены на раме 7.

Перфорированный ротор 2 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен в виде установленного наклонно под углом α относительно оси вращения цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка 19 у загрузочной втулки 20 (фиг. 1, фиг. 3) смонтирована под углом ϕ (фиг. 1) к оси вращения перфорированного ротора 2 и выполнена плоской и эллиптической формы, а торцевая стенка 18 у разгрузочной втулки 21 размещена под углом β (фиг. 1) к оси вращения перфорированного ротора 2, в том числе может быть перпендикулярна к его оси вращения и выполнена конической формы (фиг. 4). Торцевые щеки 18 и 19 перфорированного ротора 2 смонтированы под углом δ (фиг. 1) друг к другу, при этом большие диаметры эллипсов торцевых щек 18 и 19 повернуты друг относительно друга по оси вращения перфорированного ротора 2 на угол ψ (фиг. 3, фиг. 5). Схематично на фиг. 5 показано расположение оси i₁-i₁ большего диаметра эллипса торцевой стенки 19 перфорированного ротора 2 у загрузочной втулки 20 относительно оси i₂-i₂ большего диаметра эллипса торцевой стенки 18 перфорированного ротора 2 у разгрузочной втулки 21. На фиг. 3 и фиг. 5 оси i₂- i₂ и i₁¹-i₁¹ тождественны.

Перфорированный ротор 2 снабжен втулками 20 и 21 с опорными кольцами 22 и 23 (фиг. 3), смонтированными с возможностью вращения на опорах 16 и 17.

Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц потока сырья внутри перфорированного ротора 2 смонтирована пружина 24 выпуклой формы с плоским сечением витков, с направлением витков, совпадающим с направлением вращения перфорированного ротора 2. Пружина 24 оборудована устройством для изменения шага витков пружины путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 24 может производиться в процессе выделения семян. Такое конструктивное оформление перфорированного ротора 2 создает дебаланс во вращающемся перфорированном роторе 2, что придает ему и корпусу 1 низкочастотные колебания, которые не только интенсифицируют процесс дробления сырья и выделения семян, но и обеспечивают надежность перемещения семян по дну 13 корпуса 1 и их вывод за пределы станка.

Станок для выделения семян работает следующим образом.

Частицы сырья - дробленые бахчевые, например тыква, поступают через загрузочную воронку 3 и втулку 20 во вращающийся перфорированный ротор 2, где они совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине перфорированного ротора 2 в каждом поперечном сечении, при этом частицы сырья совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как перфорированный ротор 2 выполнен цилиндрическим и наклонным, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное. В результате, поток движущихся частиц сырья не стационарен, а размеры и расположение активного движения потоков сырья заметно меняются за время одного оборота перфорированного ротора 2. Поэтому в результате нарушения упорядоченности процесса движения частиц потоков сырья, движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений частиц сырья между собой и со стенками перфорированного ротора 2, а также с торцевыми стенками 18 и 19, что обеспечивает очистку их перфорированных поверхностей и повышает эффективность разрушения плодов и отделение семян. Процесс нестационарности движения частиц сырья усугубляется расположением под углом друг к другу торцевых стенок 18 и 19 эллиптической формы, что существенно меняет направление движения частиц сырья вдоль оси вращения перфорированного ротора 2 и создает зоны различного давления торцевых стенок 18 и 19 на частицы сырья и интенсифицирует процесс их разрушения и отделения семян. Поэтому частицы сырья имеют возможность под воздействием геометрического уклона перфорированного ротора 2 и разности давления торцевых стенок эллиптической формы 18 и 19, расположенных друг к другу и к оси вращения перфорированного ротора 2, не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении, создавая при этом турбулентные потоки частиц сырья. В результате такой интенсификации движения потоков частицы сырья разрушаются, семена вместе с водой и волокнами выводятся за пределы перфорированной поверхности перфорированного ротора 2, стекают по стенкам корпуса 1 и попадают на перфорированное дно 13 корпуса 1. Вода и волокна плодов через отверстия перфорированного дна 13 выводятся в поддон 12 для сбора волокон и воды, а семена через отверстие 15 и разгрузочное приспособление 6 выводятся за пределы корпуса 1 в разгрузочный лоток 11 для приема семян. Разрушенные плоды посредством втулки 21 и пружины 24 выводятся за пределы корпуса 1 и перфорированного ротора 2 в разгрузочный лоток 10 для приема разрушенных плодов.

Процесс движения частиц сырья, которые поднимаются вверх и падают вниз, непрерывен. Поскольку внутренние перфорированные стенки перфорированного ротора 2 расположены под углом не только друг к другу, но и к его оси вращения, то в каждой порции сырья, каждая частица сырья перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс разрушения плодов и выделения семян, расширяет технологические возможности. Процесс разрушения плодов и выделения семян также интенсифицируется смонтированной внутри перфорированного ротора 2 пружиной 24 с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения перфорированного ротора 2, которая обеспечивает дополнительное продольное перемещение частиц сырья внутри перфорированного ротора 2. Пружина 24 оборудована устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков пружины 24 может производиться также в процессе работы установки для выделения семян. В зависимости от характеристик сырья, требуемого времени для полного выделения семян, устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям технологического процесса выделения семян. В нужном положении пружину 24 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны). При этом конструктивное оформление станка для выделения семян создает дебаланс во вращающемся перфорированном роторе 2, что придает ему и корпусу 1 низкочастотные колебания, которые не только интенсифицируют процесс дробления сырья и выделения семян, но и обеспечивают надежность перемещения семян по дну 13 корпуса 1 и их вывод за пределы установки.

Технико-экономические преимущества обеспечиваются за счет интенсификации процесса выделения семян, благодаря нарушению стационарности движения потоков частиц сырья внутри перфорированного ротора и упрощения его изготовления. Технико-экономические преимущества обеспечиваются также за счет создания дебаланса во вращающемся перфорированном роторе, что придает ему и корпусу низкочастотные колебания, которые не только интенсифицируют процесс дробления сырья и выделения семян, но и обеспечивают надежность перемещения семян по дну корпуса и их вывод за пределы установки.