一种多通道莲子剥壳机
技术领域
本发明涉及农产品加工领域,尤其涉及一种莲子剥壳的设备。
背景技术
在莲子剥壳是干莲子加工的主要工序,传统的剥壳方式以手工为主,其作业效率低。我国从八十年代开始有人研究莲子剥壳工艺技术,研制出了从手摇式单粒莲子剥壳到全自动莲子切壳剥壳等多种形式的剥壳工艺技术和剥壳机。
目前莲子剥壳大部分采用刀片切莲+压辊脱壳二道工序的莲子剥壳工艺。如专利号为03227861.6,名称为《搓辊式自动莲子剥壳机》,它采用将莲子连续输送装置与莲子滚刀切口装置、压辊脱壳装置有机结合,能实现连续工作,但莲子滚刀切口装置不能对莲子外表整周可靠环切,破壳不彻底,存在脱壳不稳定等问题;专利号为201210029712.7,名称为《滚切式莲子剥壳机》,它是将莲子间歇输送机构与滚刀切口装置、压辊脱壳装置有机结合,其特点是采用2套驱动装置,滚切刀是旋转的,但该机是间歇非连续输送式,莲子有进料、切口、脱壳3个停歇输送的工作位,且结构相对复杂。
目前公布的刀片切壳、压辊搓壳的二道工序式莲子脱壳工艺,采用刀片切莲,其破壳所需压力大,易产生碎莲且破壳不彻底。依此工艺开发的这些莲子剥壳机还未广泛被莲子加工企业实际应用,主要存在产量低、易碎莲、剥壳性能不稳定,其中有的机型只能对莲子外表的一部分切口后挤压,不能对莲子外表整周环切,在没有有效对莲子外表整周切口时靠压辊搓壳,需要的脱壳压力大,易造成碎莲;有的机型是间歇式或分工位非连续式工作,效率低,且结构复杂、可靠性有待提升。
莲子为椭圆形结构,干莲子壳的厚度大概在0.5mm至0.9mm厚,其外表坚韧层厚度大概占壳厚的1/3,其余部分较脆;根据莲壳的这一特点,研究一种压力小的破壳与脱壳工艺技术方法和产量高、碎莲少、连续脱壳且性能稳定、结构简单的莲子剥壳机械设备更为干莲子加工企业所求。
发明内容
本发明的目的是提供一种碎莲少、产量高、连续脱壳且性能稳定、结构简单、操作简便适合干莲子加工企业规模生产的莲子剥壳设备。
为了达到上述目的,
本发明多通道莲子剥壳机包括料斗、机体、主轴、驱动辊、电机、传动装置,其特征在于还包括多通道喂料辊、弧形面滚刺破壳装置、弧形面滚切装置、弧形面滚压分壳装置、减速齿轮系统。电机设置在机体外,主轴两端通过轴承支撑在机体的两个侧板上,在机体的两个侧板之间驱动辊通过两端的固定板同心固定在主轴上;多通道喂料辊由管状辊和两端可拆卸的支撑板组成,管状辊同心安装在驱动辊外面,两端的支撑板通过轴承安装在主轴上,靠近传动装置一端的支撑板的侧面上同心固定有一个齿轮;在机体外靠传动装置一端的主轴上安装有齿轮和传动装置;料斗布置在多通道喂料辊的管状辊的上半部的一边;在管状辊上有多个只能落入一粒莲子的输送孔,这些输送孔的轴线位置在管状辊的多个相隔一定距离的横截面上,每个横截面上的多个输送孔均布,输送孔的形状为莲子靠近孔壁推进时能使莲子在孔中处于卧式状态旋转、并对中定位,在管状辊的同一横截面上的输送孔形成一个莲子输送通道;多个横截面上的输送孔形成多个莲子输送通道;在每一个莲子输送通道的料斗后、沿喂料辊的管状辊外表面按序依次布置弧形面滚刺破壳装置、弧形面滚切装置和弧形面滚压分壳装置;主轴经减速齿轮系统使多通道喂料辊旋转;莲子经料斗落入输送孔后依次被送至弧形面滚刺破壳装置、弧形面滚切装置和弧形面滚压分壳装置。
所述弧形面滚刺破壳装置包括2根导向轴、2组直线轴承、弧形面刀架、弹簧、螺杆、定位调节螺母、压力调节螺母、弧形尖齿刀片、刀片固定螺钉和刀片定位调节螺钉;直线轴承固定在机体上,2根导向轴平行布置,其一端与弧形面刀架顶面垂直固定,另一端伸入直线轴承内可以带动弧形面刀架移动;螺杆与2根导向轴平行布置,其一端也与弧形面刀架顶面垂直固定,另一端从机体上开的孔中伸出,在螺杆伸出机体的一端上安装定位调节螺母,螺杆的中部安装弹簧和压力调节螺母,弹簧的一端支撑在机体内侧,另一端由压力调节螺母支撑;弧形面刀架靠莲子的一面为圆弧面并开有一条纵向槽,弧形尖齿刀片安装在纵向槽内由侧面的刀片固定螺钉固定,弧形面刀架上设有刀片定位调节螺钉;弧形面刀架的圆弧、弧形尖齿刀片的齿尖圆弧与驱动辊同心,弧形面刀架的圆弧半径等于驱动辊的半径加莲子短轴截面外圆的直径,弧形尖齿刀片的齿尖圆弧半径比弧形面刀架的圆弧半径小0.2mm至0.9mm,弧形面刀架和弧形尖齿刀片的圆弧长度均大于莲子短轴截面园的周长;弧形尖齿刀片的尖齿所在截面与对应的多通道喂料辊的管状辊上的输送孔形成的输送通道的中轴线重合,弧形尖齿刀片与驱动辊对应的区域为破壳区。
所述弧形面滚切装置包括2根导向轴、2组直线轴承、弧形面刀架、弹簧、螺杆、定位调节螺母、压力调节螺母、弧形滚切刀片、刀片固定螺钉和刀片定位调节螺钉;直线轴承固定在机体上,2根导向轴平行布置,其一端与弧形面刀架顶面垂直固定,另一端伸入直线轴承内可以带动弧形面刀架移动;螺杆与2根导向轴平行布置,其一端也与弧形面刀架顶面垂直固定,另一端从机体上开的孔中伸出,在螺杆伸出机体的一端上安装定位调节螺母,螺杆的中部安装弹簧和压力调节螺母,弹簧的一端支撑在机体内侧,另一端由压力调节螺母支撑;弧形面刀架靠莲子的一面为圆弧面并开有一条纵向槽,弧形滚切刀片安装在纵向槽内由侧面的刀片固定螺钉固定,弧形面刀架上设有刀片定位调节螺钉;弧形面刀架的圆弧、弧形滚切刀片的圆弧与驱动辊同心,弧形面刀架的圆弧半径等于驱动辊的半径加莲子短轴截面外圆的直径;弧形滚切刀片的圆弧半径比弧形面刀架的圆弧半径小0.4mm至0.9mm,弧形面刀架和弧形滚切刀片的圆弧长度均大于莲子短轴截面园的周长;弧形滚切刀片的刀口所在的截面与对应的多通道喂料辊的管状辊上的输送孔形成的输送通道的中轴线重合,弧形滚切刀片与驱动辊对应的区域为切壳区。
所述弧形面滚压分壳装置包括2根导向轴、2组直线轴承、弧形面滚压架、弹簧、螺杆、定位调节螺母、压力调节螺母;直线轴承固定在机体上,2根导向轴平行布置,其一端与弧形面滚压架顶面垂直固定,另一端伸入直线轴承内可以带动弧形面滚压架移动;螺杆与2根导向轴平行布置,其一端也与弧形面滚压架顶面垂直固定,另一端从机体上开的孔中伸出,在螺杆伸出机体的一端上安装定位调节螺母,螺杆的中部安装弹簧和压力调节螺母;弧形面滚压架靠莲子的一面为圆弧形,该圆弧面与驱动辊同心,圆弧的半径等于驱动辊的半径加莲子短轴截面外圆的直径,弧形面滚压架的圆弧长度大于莲子短轴截面园周长的一半、小于整周周长。
所述多通道喂料辊的管状辊上的输送孔为菱形孔或椭圆形孔,其孔的长轴布置方向与管状辊轴向平行;输送孔的位置为,管状辊上相邻通道的每组输送孔沿管状辊轴线旋转一定角度沿辊面纵向错位布置。
所述减速齿轮系统也可以是链传动系统或同步齿形带系统。
所述弧形面刀架和弧形面滚压架的圆弧面上滚花。
所述驱动辊的外圆表面滚花。
所述多通道喂料辊与驱动辊同心同向旋转,主轴通过减速齿轮系统驱动多通道喂料辊,其传动比i=2+(2×莲子的短轴直径)÷驱动辊的外径,莲子在输送孔中处于行星运动状态;莲子在破壳区、滚切区和分壳区分别沿刀架圆弧面和滚压架圆弧面滚动。
本发明多通道莲子剥壳机的工作过程是,电机通过传动装置带动主轴和驱动辊旋转,主轴经减速齿轮系统带动多通道喂料辊同向慢速旋转;单粒莲子从进料斗落入多通道喂料辊的管状辊上的输送孔并被驱动辊表面托起,在输送孔v形孔壁的作用和驱动辊快速旋转的带动下此时莲子呈行星运动,绕主轴轴线公转,绕长轴轴线自转,被纠正姿势和位置使莲子短轴截面与破壳通道中心线对齐,莲子的公转起输送作用,被输送至破壳区域;莲子进入破壳区后莲子的短轴截面外表处被弧形面刀架的圆弧面与驱动辊夹持,莲子沿弧形面刀架的圆弧面滚转,在弹簧的预压力作用下圆弧面中间伸出的刀片尖齿对准莲子短轴截面外表处刺入莲壳,随着莲子在圆弧面上滚转一周,莲壳被有效整周破壳,尖齿刺入莲壳比普通线状刀片破壳的压力小,通过调节弧形尖齿刀片伸出刀架圆弧面的长度可以有效控制尖齿刺入莲壳的深度、以防伤到莲仁,因刀架圆弧面的弧长大于莲子短轴截面园的周长,可确保莲子整周破壳;莲子破壳后被多通道喂料辊送至滚切区,进入滚切区域的莲子也沿弧形面刀架的圆弧面滚动,莲子表面已刺孔的地方沿刀口滚动,在弹簧的预压力作用下刀口滚入莲壳有效切口,随着莲子在圆弧面上滚转一周,莲壳被有效整周切口,已被有效刺孔的莲子其刺孔处在刀口上滚切切口需要的压力小,调节刀片伸出刀架圆弧面的长度可以有效控制滚切口的深度;莲子被整周切口后被送至分壳区,同样莲子也沿弧形面滚压架的圆弧面滚转,莲壳或莲壳坚韧层已被整周切开后的莲子在弧形面滚压架的圆弧面与驱动辊表面的对径挤压作用下使莲壳沿长轴双向分开,并使得壳、仁分离。
本发明莲子剥壳工艺方法的有益效果是,将破壳与切壳分离,采用尖齿破开莲子外表的坚硬层,使得破壳、切壳和分壳容易,减小了破壳、切壳和分壳所需压力,可减少莲子脱壳时莲仁的破碎和提高脱壳稳定性。
本发明多通道莲子剥壳机的有益效果是,采用莲子星行定位连续输送、多通道同时脱壳,产量大;设置弧形尖齿刀片采用滚刺定深度、整周破壳与切壳,所需压力小对莲仁的损伤少,脱壳率高、性能稳定;将多通道喂料辊上输送孔的位置沿纵向错位布置,可使各个通道的破壳、切壳及分壳位置错开,使整机驱动负荷平稳,减少能耗;多通道剥壳产量大,整机结构简单。
附图说明
图1为本发明的一种实施例的横向剖面结构示意图;
图2为本发明的一种实施例的纵向剖面结构示意图;
图3为本发明的一种实施例的弧形面滚刺破壳装置结构示意图;
图4为本发明的一种实施例的弧形滚切刀片滚切莲子的剖面放大示意图;
图5为本发明的一种实施例的弧形面滚切装置结构示意图;
图6为本发明的一种实施例的弧形面滚压分壳装置结构示意图;
图1至图6中:1、进料斗;2、机体;3、弧形面滚刺破壳装置;4、弧形面滚切装置;5、弧形面滚压分壳装置;6、多通道喂料辊;7、驱动辊;8、电机;9、传动装置;10、主轴;11、减速齿轮系统;12、导向轴;13、直线轴承;14、定位调节螺母;15、螺杆;16、弹簧;17、压力调节螺母;18、弧形面刀架;19、弧形尖齿刀片;20、刀片固定螺钉;21、莲子;22、刀片定位调节螺钉;23、弧形滚切刀片;24、弧形面滚压架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1至图6所示,本发明采用以下技术方案:它包括料斗1、机体2、主轴10、驱动辊7、电机8、传动装置9,其特征在于还包括多通道喂料辊6、弧形面滚刺破壳装置3、弧形面滚切装置4、弧形面滚压分壳装置5、减速齿轮系统11。电机8设置在机体2外,驱动辊7同心固定在主轴10上,主轴10两端通过轴承支撑在机体2的两侧板上,多通道喂料辊6两端的支撑板通过轴承安装在主轴10上,多通道喂料辊6靠近传动装置一端的支撑板上同心固定有一个齿轮,主轴10伸出机体2的一端上装有皮带轮和齿轮,通过减速齿轮系统11使多通道喂料辊6与驱动辊7同向旋转,驱动辊比多通道喂料辊的转速快,主轴10通过减速齿轮系统11驱动多通道喂料辊,其传动比i=2+(2×莲子的短轴直径)÷驱动辊的外径,莲子在输送孔中绕主轴10的轴线公转的同时还绕莲子长轴自转,莲子21处于行星运动状态,当莲子21进入破壳区和滚切区时沿弧形面刀架18的圆弧面滚动,进入分壳区时沿弧形面滚压架24的圆弧面滚动。
如图3所示,所述弧形面滚刺破壳装置包括2根导向轴12、2组直线轴承13、弧形面刀架18、弹簧16、螺杆15、定位调节螺母14、压力调节螺母17、弧形尖齿刀片19、刀片固定螺钉20和刀片定位调节螺钉22。直线轴承13固定在机体2上,2根导向轴12平行布置,其一端与弧形面刀架18固定,另一端伸入直线轴承13内可以带动刀架上下自由滑动;螺杆15与2根导向轴12平行布置,其一端与弧形面刀架18固定,另一端从机体2上开的孔中伸出,在螺杆15伸出机体2的一端上安装定位调节螺母14,根据莲子平均粒径大小通过定位调节螺母14可以调整弧形面刀架18相对莲子的位置,螺杆15的中部安装弹簧16和压力调节螺母17,通过压力调节螺母17和弹簧16可以调整弧形尖齿刀片19对莲子的破壳压力并适应莲子粒径大小的变化,防止碎莲;弧形面刀架18靠莲子的一面为圆弧形并开有一条纵向槽,弧形面刀架18上设有刀片定位调节螺钉22,弧形尖齿刀片19安装在纵向槽内由侧面的刀片固定螺钉20固定;弧形面刀架18和弧形尖齿刀片19的圆弧与驱动辊7同心,弧形面刀架18的圆弧半径等于驱动辊7的半径加莲子短轴直径,弧形尖齿刀片19的圆弧半径比弧形面刀架18的圆弧半径小0.2mm至0.9mm,通过刀片定位调节螺钉22可以调节尖齿伸出弧形面的长度,弧形面刀架18和弧形尖齿刀片19的圆弧长度大于莲子短轴截面园的周长,确保莲子能滚转一周,对莲子外表整周破壳。在弧形面刀架18的圆弧面上滚花增加莲子的滚转。
如图5所示,所述弧形面滚切装置4除弧形滚切刀片23外与弧形面滚刺破壳装置3相同,其弧形滚切刀片23与弧形尖齿刀片19外形相同但没有尖齿。弧形滚切刀片23的刀口伸出刀架弧形面0.4mm至0.9mm,
如图6所示,所述弧形面滚压分壳装置5包括2根导向轴12、2组直线轴承13、弧形面滚压架24、弹簧16、螺杆15、定位调节螺母14、压力调节螺母17;在弧形面滚压架24的圆弧面上滚花增加莲子滚转分壳效果。
所述多通道喂料辊6的管状辊上沿轴向的5个等距离横截面上均布有8个只能进入一粒莲子的菱形输送孔,同一横截面上的一组8个输送孔形成一个莲子输送通道;输送孔中的莲子21在驱动辊7的作用下绕长轴自转,莲子在孔中旋转的同时通过v形孔壁使莲子短轴截面对中定位,使莲子短轴截面在输送通道中心线上与弧形尖齿刀片19、弧形滚切刀片23在同一个平面;5组输送孔沿管状辊纵向等距离布置形成5个垂直于管状辊的输送通道,且各输送通道之间相邻的两组输送孔在纵向沿管状辊轴线旋转一定角度沿辊面纵向错位布置,使各个通道的破壳及切壳时间错开,错开各个通道的驱动负荷,使整机驱动负荷平稳,利于减少能耗,减少冲击。
多通道喂料辊6旋转一周一个脱壳通道可加工8粒莲子,多通道喂料辊6沿纵向平行设有5条莲子输送通道,对应设置了5套破壳、切壳和分壳装置,多通道喂料辊6旋转一周5个脱壳通道可加工40粒莲子,产量大,可满足规模生产需要。