Результат интеллектуальной деятельности: Агрегат 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 агрегате для выделения семян, содержащем корпус и смонтированный в нем полый перфорированный ротор, установленный с возможностью вращения, снабженный загрузочным приспособлением сырья, узел подачи воды, разгрузочное приспособление, перфорированный ротор выполнен в виде установленного наклонно под углом α относительно горизонтальной оси вращения перфорированного цилиндра с плоскими перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения, и друг к другу под углом ϕ, при этом оси больших диаметров эллипсов перфорированных торцевых стенок параллельны или могут быть повернуты по оси вращения перфорированного ротора друг относительно друга на угол ω, причем по всей длине перфорированного ротора по его оси вращения смонтирована пружина вогнутой формы с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, а 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 предлагаемого агрегата для выделения семян.

Новизна заключается в том, что в результате выполнения перфорированного ротора в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси вращения перфорированного цилиндра с плоскими торцевыми перфорированными стенками, размещенными под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, упрощается изготовление, нарушается стационарность движения потоков сырья – например, плоды бахчевых - тыквы, которые совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как по периметру перфорированный ротор выполнен в виде наклонного перфорированного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность выделения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности перфорированного ротора в каждом его элементе поперечного сечения по длине смещены относительно оси вращения перфорированного ротора, что нарушает стационарность движения потоков сырья, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что перфорированный ротор по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс выделения семян и обеспечивает самоочистку перфораций поверхностей ротора.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированного ротора и выполнение его в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочной втулки смонтирована под углом к его оси вращения и выполнена плоской эллиптической формы, а торцевая стенка у разгрузочной втулки размещена под углом не только к оси вращения, но и к торцевой стенке у загрузочной втулки, и выполнена тоже эллиптической формы, что нарушает стационарность движения потоков сырья, повышает производительность и эффективность выделения семян, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что в результате выполнения перфорированного ротора в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с перфорированными стенками по периметру и с перфорированными торцевыми стенками эллиптической формы потоки сырья совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как перфорированный ротор выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность и эффективность выделения семян, расширяет технологические возможности, упрощает изготовление.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине перфорированного ротора смонтирована пружина вогнутой формы с прямоугольным сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение частиц сырья в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса выделения семян, совершающих циркуляционное движение внутри перфорированного ротора в плоскостях перпендикулярных его оси симметрии, которые, встречаясь с витками пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются не только к периферии перфорированного ротора, но и в сторону разгрузочного приспособления для вывода разрушенных плодов, увеличивают интенсивность выделения семян из плодов, расширяют технологические возможности.

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

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

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен агрегат для выделения семян, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - перфорированный ротор, продольный разрез; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3 перфорированного ротора с торцевыми перфорированными стенками, оси больших диаметров эллипсов которых совпадают - тождественны; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3 перфорированного ротора с торцевыми перфорированными стенками, оси больших диаметров эллипсов которых повернуты на угол ω по оси вращения относительно друг к другу.

Агрегат 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, включающем 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. Агрегат 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 агрегата для выделения семян. Перфорированный ротор 2 смонтирован с возможностью вращения на опорах 16 и 17, которые закреплены на раме 7.

Перфорированный ротор 2 может быть выполнен в виде установленного наклонно под углом α (фиг. 1, фиг. 3) относительно горизонтальной оси перфорированного цилиндра с торцевыми перфорированными стенками 18 и 19 (фиг. 1, фиг. 3), размещенными под углами β и ψ к горизонтальной оси вращения перфорированного цилиндра и под углом ϕ друг к другу (фиг. 1, фиг. 3), снабжен приводом (на чертеже не показан). Положения осей больших диаметров эллипсов торцевых перфорированных стенок 18 и 19 i₁-i₁ и i₂-i₂ могут быть тождественными, т.е. параллельными друг другу (фиг. 4). 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 (фиг. 1).

Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц сырья внутри перфорированного ротора 2 смонтирована пружина 24 вогнутой формы 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 (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 24 может производиться в процессе выделения семян.

Перфорированный ротор с торцевыми перфорированными стенками 18 и 19 (фиг. 3) может быть выполнен в виде установленного наклонно под углом α относительно горизонтальной оси перфорированного цилиндра с торцевыми перфорированными стенками 18 и 19, размещенными под различными углами β и ψ не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу под углом ϕ (фиг. 3), при этом оси больших диаметров эллипсов торцевых перфорированных стенок перфорированного ротора 2 (фиг. 5) повернуты по оси вращения фильтра 0₁-0₁ друг относительно друга на угол ω. На фиг. 3 показано расположение оси большего диаметра эллипса i₁-i₁ торцевой перфорированной стенки 19 перфорированного ротора 2 у загрузочной втулки 20 относительно оси большего диаметра эллипса i₂-i₂ торцевой перфорированной стенки 18 перфорированного ротора 2 у разгрузочной втулки 21, которые повернуты относительно друг друга на угол ω.

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 установки.

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