Результат интеллектуальной деятельности: Установка 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. A23N 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 установке для выделения семян, содержащей корпус и смонтированный в нем полый перфорированный ротор, установленный с возможностью вращения, снабженный загрузочным приспособлением сырья, узел подачи воды, разгрузочное приспособление, перфорированный ротор по периметру выполнен коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки перфорированного ротора выполнены перфорированными эллиптической формы, причем большие диаметры эллипсов торцевых щек повернуты по оси конической поверхности относительно друг друга на угол 0°-360° и смонтированы под острым углом 10°-90° не только одна к другой, но и под разными углами к оси вращения перфорированного ротора, при этом по всей длине перфорированного ротора смонтирована пружина цилиндрической формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения перфорированного ротора, оборудована 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 предлагаемой установки для выделения семян.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что перфорированный ротор по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует весь технологический процесс разрушения плодов и отделение семян, расширяет технологические возможности, упрощает изготовление и повышает эффективность отделения семян.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированного ротора и выполнение его коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки перфорированного ротора выполнены перфорированными эллиптической формы, причем большие диаметры эллипсов торцевых щек повернуты по оси конической поверхности относительно друг друга на угол 0°-360° и смонтированы под острым углом не только одна к другой, но и под разными углами к оси вращения перфорированного ротора, обеспечивает нарушение стационарности движения потоков сырья, повышает производительность и эффективность разрушения плодов и отделение семян, расширяет технологические возможности, упрощает изготовление.

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 интенсифицицируют процесс дробления сырья и выделения семян, но и обеспечивают надежность перемещения семян по дну корпуса и их вывод за пределы установки.

Новизна заключается в том, что в результате выполнения перфорированного ротора коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки перфорированного ротора выполнены перфорированными эллиптической формы, причем большие диаметры эллипсов торцевых щек повернуты по оси конической поверхности относительно друг друга на угол 0°-360° и смонтированы под острым углом не только одна к другой, но и под разными углами к оси вращения перфорированного ротора, потоки сырья совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как перфорированный ротор выполнен коническим, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность и эффективность разрушения плодов и отделение семян, расширяет технологические возможности.

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 с стенками перфорированного ротора, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине фильтра пружина цилиндрической 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 цилиндрической пружины с прямоугольным сечением витков совпадает с направлением вращения перфорированного ротора, что обеспечивает транспортировку частиц сырья от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированного ротора и выполнение торцевых щек перфорированными эллиптической формы и расположение их под острым углом одна к другой нарушает стационарность движения потоков сырья, повышает производительность и эффективность разрушение плодов и отделение семян, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что в результате выполнения торцевых щек перфорированными эллиптической формы потоки сырья совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине перфорированного ротора, что нарушает стационарность движение потоков сырья и обеспечивает не только самоочистку перфораций ротора, но и повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что поверхность по периметру перфорированного ротора выполнена конической, ось которой составляет с осью ее вращения острый угол, и поэтому положение центров симметрии перфорированного ротора в виде эллипсов в процессе его вращения подвижно, что увеличивает энергоемкость взаимодействия потоков сырья, повышает эффективность разрушение плодов и качество отделения из них семян.

Новизна заключается также в том, что большие диаметры эллипсов торцевых щек эллиптической формы повернуты относительно друг 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 конической 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 конической 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 изображена установка для выделения семян, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - пространственное изображение перфорированного ротора.

Установка для выделения семян содержит (фиг. 1, 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, 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 прямоугольное отверстие 15 для вывода семян за пределы корпуса 1 установки для выделения семян. Перфорированный ротор 2 смонтирован с возможностью вращения на опорах 16 и 17, которые закреплены на раме 7.

Перфорированный ротор 2 с перфорированными стенками по периметру выполнен коническим (фиг. 1-3). Ось 0₁-0₁ перфорированного ротора 2 (фиг. 3) составляет с осью его вращения 0₂-0₂ острый угол α. Торцевые щеки 18 и 19 перфорированного ротора 2 выполнены перфорированными эллиптической формы (фиг. 3), причем большие диаметры D₁ и D₂ эллипсов торцевых щек 18 и 19 повернуты по оси конической поверхности относительно друг друга на угол ω=0°-360°. Торцевые щеки 18 и 19 перфорированного ротора 2 смонтированы под разными углами ψ и β к его оси вращения, т.е. под острым углом 10°-90° одна к другой. Перфорированный ротор 2 снабжен втулками 20 и 21 с опорными кольцами 22 и 23, смонтированными с возможностью вращения на опорах 16 и 17. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц потока сырья внутри перфорированного ротора 2 смонтирована цилиндрическая пружина 24 с плоским сечением витков, с направлением витков, совпадающим с направлением вращения перфорированного ротора 2. Пружина 24 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 24 путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков пружины 24 может производиться в процессе выделения семян. Такое конструктивное оформление перфорированного ротора 2 создает дебалланс во вращающемся перфорированном роторе 2, что придает ему и корпусу 1 низкочастотные колебания, которые не только интенсифицицируют процесс дробления сырья и выделения семян, но и обеспечивают надежность перемещения семян по дну 13 корпуса 1 и их вывод за пределы установки.

Установка для выделения семян работает следующим образом.

Частицы сырья - дробленные 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 коническим и наклонным, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное. В результате, поток движущихся частиц сырья нестационарен, 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 не стационарности движения частиц сырья усугубляется расположением 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 (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 (не показаны). При этом, конструктивное оформление перфорированного ротора 2 создает дебаланс во вращающемся перфорированном роторе 2, что придает ему и корпусу 1 низкочастотные колебания, которые не только интенсифицицируют 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 интенсифицицируют процесс дробления сырья и выделения семян, но и обеспечивают надежность перемещения семян по дну корпуса и их вывод за пределы установки.