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 установка для выделения семян (патент РФ №2629981, кл. A23N 4/12, опубл. 05.09.2017, бюл. №25), 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.

Недостатком является ограниченные технологические возможности и недостаточная эффективность отделения семян.

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

Техническое решение достигается тем, что в станке для выделения семян, содержащем корпус, смонтированный в нем полый перфорированный ротор, установленный с возможность вращения, загрузочное приспособление сырья и узел подачи сырья, перфорированный ротор выполнен в виде установленного под острым углом α относительно горизонтальной оси вращения многогранной перфорированной призмы с плоскими перфорированными гранями по ее периметру и с плоскими торцевыми перфорированными стенками многоугольной формы, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения перфорированной призмы и друг к другу под углом ϕ, при этом наиболее длинные оси торцевых перфорированных стенок многоугольной формы совпадают друг с другом или повернуты по оси вращения перфорированного ротора друг относительно друга на угол ω, причем, по всей длине перфорированного ротора по его оси вращения смонтирована цилиндрическая пружина с круглым сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков, путем ее растяжения или сжатия, а корпус снабжен разгрузочным приспособление 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 станка для выделения семян.

Новизна заключается в том, что перфорированный ротор выполнен в виде установленного наклонно под острым углом α относительно горизонтальной оси вращения многогранной призмы с плоскими перфорированными гранями по ее периметру и с плоскими торцевыми перфорированными стенками многоугольной формы, размещенными под различными острыми углами β и ψ к оси вращения перфорированной призмы, и друг к другу под острым углом ϕ, при этом большие оси торцевых перфорированных стенок многоугольной формы повернуты по оси вращения перфорированного ротора друг относительно друга на острый угол ω, кроме того, привод, перфорированный ротор с загрузочной и разгрузочной цапфами закреплены на раме, которая смонтирована посредством резинокордных пневмобаллонов на станине, что создает колебания за счет дисбаланса масс загруженного сырья и масс самого перфорированного ротора, имеющего ось вращения, которая не совпадает с его осью, придает и обеспечивает одновременное воздействие этих колебаний на сырье в трех взаимно перпендикулярных направлениях, усиливает влияние колебаний всего станка для выделения семян на резинокордных пневмобаллонах на процесс выделения семян из плодов, что повышает производительность и эффективность, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление перфорированного ротора повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что совместное влияния вращательного движения перфорированного ротора и движущихся внутри частиц сырья и совмещение с этим движением колебаний рамы с закрепленным на ней перфорированном роторам придает им сложное пространственное движение, что повышает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности перфорированного ротора в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения, что нарушает не только стационарность движения частиц сырья, расширяет технологические возможности, но и способствует созданию эксцентриситета и возбуждению колебаний перфорированного ротора совместно с рамой.

Новизна заключается в том, что в результате выполнения перфорированного ротора в виде установленной наклонно относительно горизонтальной оси перфорированной призмы с торцевыми перфорированными стенками с размещенными под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, нарушается стационарность движения частиц сырья, которые совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как по периметру перфорированный ротор выполнен в виде наклонной призмы, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.

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 - перфорированный ротор с плоскими торцевыми перфорированными многоугольной формы, размещенными наклонно под углом к горизонтальной оси вращения перфорированного ротора и друг к другу; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид А на фиг. 3 перфорированного ребра в виде многогранной призмы с плоскими торцевыми перфорированными стенками многоугольной формы, размещенными наклонно под углом к горизонтальной оси вращения перфорированного ротора и друг к другу, при этом большие оси перфорированных стенок смонтированы по оси вращения перфорированного ротора без поворота друг относительно друга (ω=0); на фиг. 6 - наглядное изображение перфорированного ротора в виде многогранной призмы с плоскими торцевыми перфорированными стенками многоугольной формы, размещенными наклонно под углом к горизонтальной оси вращения и друг к другу, при этом наиболее длинные оси торцевых перфорированных стенок многоугольной формы повернуты по оси вращения на угол ω>0; фиг. 7 - вид Б в виде схемы - расположение наиболее длинных осей торцевых перфорированных стенок многоугольной формы друг относительно друга.

Станок 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, 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 выполнен в виде установленного под острым углом α относительно горизонтальной оси вращения многогранной перфорированной призмы с плоскими перфорированными гранями 25, 26, 27, 28, 29, 30 (фиг. 4) по ее периметру и с плоскими торцевыми перфорированными стенками 18 и 19 многоугольной формы, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения перфорированной призмы и друг к другу под углом ϕ, при этом наиболее длинные оси торцевых перфорированных стенок 18, 19 многоугольной формы повернуты по оси вращения перфорированного ротора 2 друг относительно друга на угол ω, причем, по всей длине перфорированного ротора 2 по его оси вращения смонтирована цилиндрическая пружина 24 с круглым сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков, путем ее растяжения или сжатия, а корпус 1 снабжен разгрузочным приспособление семян 6 и вместе с перфорированным ротором 2 закреплен на раме 7, упруго смонтированной на станине 8. Торцевые перфорированные стенки 18 и 19 перфорированного ротора 2 выполнены многоугольными (фиг. 4), при этом наиболее длинные оси торцевых перфорированных стенок многоугольной формы могут совпадать или повернуты по оси вращения перфорированного ротора 2 друг относительно друга на угол ω. Торцевые перфорированные стенки 18 и 19 многоугольной формы, размещены под различными углами β и ψ к оси вращения перфорированной призмы и друг к другу под углом ϕ, 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 круглым 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 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.

Перфорированный ротор 2 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) выполнен в виде установленного наклонно под углом α относительно горизонтальной оси 0₁-0₁ вращения многогранной призмы с плоскими перфорированными гранями 25, 26, 27, 28, 29, 30 по ее периметру и с плоскими торцевыми перфорированными стенками многоугольной формы 19 с наиболее длинной осью i₁ и 18 с наиболее длинной осью i₂, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения призмы и друг к другу под углом ϕ, при этом наиболее длинные оси i₁ и i₂ торцевых перфорированных стенок многоугольной формы 19 и 18 совпадают (ω=0) друг с другом (фиг. 2, фиг. 4). Перфорированный ротор с загрузочными и разгрузочными цапфами 20 и 21, привод (на чертеже не показан) закреплены на раме 7, которая упруго с помощью четырех пневмобаллонов 9 смонтирована на станине 8.

Перфорированный ротор 2 может быть изготовлен (фиг. 6 и фиг. 7) с торцевыми перфорированными стенками 19 и 18,при этом наиболее длинные оси которых i₁ и i₂ могут быть повернуты друг относительно друга на острый угол ω>0 (фиг. 6 и фиг. 7).

Наиболее длинные оси i₁-i₁ и i₂-i₂ торцевых перфорированных стенок 19 и 18 (i₁-i₁≡i₂¹-i₂¹) (фиг. 6) повернуты по оси вращения перфорированного ротора 2 друг относительно друга на угол ω.

Таким образом, наиболее длинные оси i₁-i₁ и i₂-i₂ торцевых перфорированных стенок многоугольной формы перфорированного ротора 2 (фиг. 3) повернуты по оси вращения 0₁-0₁ перфорированного ротора 2 друг относительно друга на угол ω. На фиг. 7 показано расположение наиболее длинной оси торцевой i₁-i₁ торцевой стенки 19 перфорированного ротора 2 у загрузочной втулки 20 относительно наиболее длинной оси i₂¹-i₂¹ торцевой стенки 6 перфорированного ротора 2 у разгрузочной втулки 21, которые повернуты относительно друг друга на угол ω, при этом i₁-i₁≡i₂¹-i₂¹.

Станок 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 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 перфорированными 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 перфорированных стенок 18 и 19 многоугольной формы, что существенно меняет направление движения частиц сырья вдоль оси вращения перфорированного ротора 2 и создает зоны различного давления торцевых перфорированных 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 перфорированных 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 круглым 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 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 расширения технологических возможностей. 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.