CN108185450A - 热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置 - Google Patents

热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，它解决了现有技术中核桃红皮外衣不易去除的问题，具有安全高效去除核桃红衣的有益效果，其方案如下：一种连续送料机构，包括传送机构，传送机构包括可旋转的窝眼滚筒，环向开有多个落料槽，每个落料槽内均设置一柱销，柱销与弹簧连接，弹簧朝向窝眼滚筒内部设置，且柱销可沿着落料槽运动；喂料箱，底部中空，且底部设于窝眼滚筒上方或者底部与窝眼滚筒固连；所述的一种连续送料机构，该连续送料机构设于传送机构一侧上方；电磁加热机构，包括支撑框，传送机构设于支撑框内，在支撑框外环向设置电磁线圈。

Description

热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置
技术领域
本发明涉及核桃仁的短时加热及去红衣系统，特别是涉及热胀冷缩原理皮带 输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置。
背景技术
随着社会的快速发展，人们的生活水平不断提高，人民群众对健康食用油的 需求越来越大。因此，许多制油企业开始制取富含不饱和脂肪酸的核桃油。然而， 核桃仁的红色种皮——俗称红衣——对核桃油的品质影响很大，要想榨出高质量 的核桃油就必须先去除核桃仁表面的红衣。目前，大多数核桃油制取企业都采用 热碱浸泡或沸水焖煮的方法来实现这一目的。但是，热碱浸泡和沸水焖煮都会对 核桃仁的品质造成一定影响，而且后续处理工艺繁杂，下文会详细介绍。因此， 在不损伤核桃仁品质的前提下，采用物理方法去除核桃仁红衣，能够有效地提高 生产效率，适应市场需求。目前，市场上还没有一款利用物理方法去除核桃仁红 衣的智能设备，因此，我们借鉴了其它种类坚果加热去种皮的方法并加以改进， 研制了一款连续送料式电磁加热核桃仁去红衣智能设备。
经检索，赵西周发明的碱液浸泡法(专利号：CN204707949U)是通过碱液浸 泡的方法来去除核桃仁红衣的。碱液浸泡法主要是指在一定温度下，利用一定浓 度的稀释碱液，将核桃仁浸泡一定的时间，使连接种皮与核桃仁的果胶质溶解， 从而实现红衣去除的一种化学方法。这种方法效率虽高，但有以下几处缺点：首 先，红衣去除后要用净水冲洗，以防止碱液残留，这使得后续处理工艺复杂；其 次，碱液本身会溶解核桃仁中的油脂、蛋白质等，这会降低核桃仁的品质；再次， 温度过高或过低都会降低红衣的去除率，碱液温度较难实现自动化控制；最后， 如冲洗环节掌控不好，会有碱液残留，对油料品质和人体健康都有影响。因此， 此种去皮方法有较大缺陷，无法高效率地制出高品质核桃仁。
经检索，杨伟明发明了一种用于烘烤香榧的加热滚筒装置(专利号：201420222962.7)。这种加热滚筒装置包括：主轴、支撑架、单侧开口圆形筒、 加热电阻丝、炉门等。其中，主轴由电机带动，圆形筒与主轴固连，主轴与圆形 筒轴心线重合，支撑架位于主轴与圆形筒之间，起支承圆筒的作用，圆筒外壁有 环形波浪纹，使加热电阻丝均匀缠绕在圆筒外壁上，圆筒开口处安有炉门，从此 处进料，加热时炉门关闭。这种加热装置较为简易，能够实现物料均匀加热，但 是也有较多缺点：首先，由于电阻丝外部没有任何保温装置，热量散失过大；其 次，主轴相对较长，如物料过多，则对主轴刚度要求较高；最后，此装置无连续 性，效率较低。因此，这种装置也不宜选用。
经检索，陈章发明了一种用于炒辣椒的加热滚筒装置(专利号：201620051206.1)，其工作过程大体可分为进料、翻炒与杂质分离、出料这三个过 程。大体机构包括进料口、出料口、杂质排出口、分离风扇和带有内螺纹的加热 滚筒。其中进料是通过加热滚筒内螺旋正转，从而在筒内产生的螺旋推力将物料 一同旋进滚筒中。同样的原理，出料时，加热滚筒反转，其内螺纹将物料旋出。 对于物料的翻炒和分离，该装置是通过内螺纹和分离风扇共同作用实现的。内螺 纹可将物料翻炒和扬起，与此同时，分离风扇产生的压力气体将物料中的杂质吹 离，其中一些微小的杂质可通过筒壁上的小孔被分离出去，而一些颗粒较大的杂 质可在螺旋转动的传动下，通过杂质排出口排出和收集。同时，辣椒在被翻炒时 产生的蒸汽可通过滚筒上的气孔排出。虽然该装置在外层添加了保温层来提高对 热量的利用率，但由于其进出料口和杂质排出口是与外部相通的，因此将很大程度上的降低装置的保温效果。该装置采用的内螺纹式滚筒在对物料进行翻炒时会 在挡料板出产生物料的堆积，如果翻炒对象是质地较软的核桃仁，这不仅会将核 仁压伤，还会使得核仁受热不均而降低其去红衣效率。因此该装置不能直接用于 核桃仁的加热。
经检索，热烫法也是一种常见的核桃仁去红衣方法。热烫法采用的原理其实 很简单，主要是通过沸水浸泡或焖制的方法来改变核桃仁和红衣的含水量，使得 核桃仁与红衣更易于分离和剥落。但这一方法同样面临着与碱液浸泡相同的问 题，在保证核桃仁去红衣效率的同时，需要适当的增加沸水浸泡和焖制的时间， 但随着时间的增加，会使得核桃仁中的含水量也增加，高温也会使得核仁中一些 蛋白质变性，从而改变了核仁的成分和质量。经试验数据分析，在保证核桃仁去 红衣效率的同时，最佳的沸水浸泡和焖制时间分别是6min和5min。但是即使是 在最佳的浸泡时间和浸泡温度下，该方法依旧会通过改变核仁含水量的方法来降 低核仁后期的可加工性。而且这种方法的去红衣效率并不是很高，对于像核桃仁 这种表面有沟壑的情况，后期仍需要人工进行手工的清理，这将很大程度的降低了核仁的去皮效率和设备的自动化程度。同样的，沸水的高温会改变核仁中蛋白 质的质量，增加含水量结果也使得核桃仁质地更加绵软，使核桃仁在进行二次加 工收到破坏的几率大大的增加，限制了核桃仁的加工范围，不利于核桃仁的深加 工和核仁品质的保证。
综上可知，碱液浸泡法中的碱性液体会溶解核桃仁中的部分蛋白质和油脂， 降低的核仁的质量，其残留量也会对人体造成一定的危害，大大降低了处理后的 核仁的食用安全系数。而浸泡法中的高温会破坏核仁中部分蛋白质，同时，浸泡 的方法也会增加核仁中的含水量，很大程度上的对核仁的二次加工造成影响，降 低核仁的品质。上述的烤香榧和炒辣椒的翻炒加热装置也存在对物料翻炒加热不 均、翻炒效率低、翻炒装置进出料繁琐费时、物料与杂质分离效果不佳以及物料 因堆积而造成二次破坏等一系列问题。对于质地柔软的核桃仁来说，如果简单地 按照现有的对坚果类加热翻炒装置的原理进行直接加工的话，无疑会对核桃仁的 品质造成不可挽回的破坏，因此，直接套用上述翻炒加热装置是不可行的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃 仁与红衣分离智能装置，该设备将辐射加热机构同红衣去皮机构分离开来，首先， 我们利用核桃仁和红衣的热膨胀系数不同，通过电磁加热使红衣与核桃仁初步分 离。本发明克服了核桃仁易损坏、核桃仁加热不均、去红衣效率低等问题。
热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置的具体方案如下：
热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，包括：
电磁加热机构，包括支撑框，传送机构设于支撑框内，在支撑框外环向设置 电磁线圈；
传送机构，穿过支撑框设置，以将核桃仁送入支撑框内并传送出电磁加热机 构。
进一步地，在所述传送机构的一侧还设置送料机构。
进一步地，所述送料机构包括倾斜设置的喂料板，喂料板中部设置带拨料槽 的旋转轴，旋转轴与设于喂料板侧部的槽轮部件连接，喂料板的下半段设置多条 分料板；
或者，所述分料板沿着喂料板的长度方向设置，分料板的纵向截面为人字结 构；旋转轴设于喂料板的宽度方向。
在本发明另一实施例中，所述电磁加热机构可替换为电阻加热机构，或者其 他加热机构。
所述支撑框的纵向截面为环形，支撑框的两侧分别通过支撑板进行支撑，支 撑框内设置辐射内胆，辐射内胆与所述的电磁线圈之间设置保温层；保温层的设 置是为了保持内胆温度，此外还可以保护电磁线圈不受辐射源的影响；电磁线圈 本身不发热，很大程度上的提高了线圈的使用寿命，保证了加热功率的稳定性和 准确性。
进一步地，所述电磁线圈外侧设置保温壳体。
进一步地，所述辐射内胆内设置温度传感器，温度传感器与控制器连接，控 制器与电磁线圈的控制开关、传送机构分别单独连接；温度传感器可实时监测加 热温度，进而调控传送机构的传输速度来控制加热时间，这样可控制传送机构传 动的速度与电磁加热机构的加热温度成设定比例变化来实现核仁加热的均匀性。
或者，所述辐射内胆的纵向截面呈矩形环设置，以便于传送机构的穿过。
进一步地，所述传送机构为传送带，为了防止电磁线圈产生的交变磁场使传 送带成为新的辐射源而使核桃仁紧贴履带表面受热过高，传送带为导磁性较差的 耐高温材料制成(诸如氧化锆陶瓷，不锈钢，钼，钛等)，采用网状结构，这样将 其置于磁场中，传送带不会直接因为电磁感应发热，传送带通过设于上支撑架和 下支撑架的传送辊进行支撑，传送辊通过皮带传送部件带动旋转，上支撑架和下 支撑架之间通过多根连杆进行支撑，所述支撑框围绕上支撑架设置。
进一步地，所述送料机构包括可旋转的窝眼滚筒，环向开有多个落料槽，每 个落料槽内均设置柱销，窝眼滚筒内设置与柱销可接触的推动单元件，推动单元 件可推动柱销沿着落料槽运动即沿着窝眼滚筒的径向方向往复运动。
进一步地，所述推动单元件包括设于窝眼滚筒内与窝眼滚筒同轴设置的调节 转轴，调节转轴环向设置偏心套，在调节转轴外围设置带滑块的定位轴套，；滑 块与偏心套接触设置，常态下，滑块可与弹簧接触，弹簧与柱销连接，窝眼滚筒 旋转，带动柱销及弹簧绕定位轴套旋转，当柱销旋转设定角度后弹簧与滑块接触， 滑块将带弹簧的柱销推出，从而将落料槽内的物料推出；
或者，在所述窝眼滚筒顶部设置喂料箱，喂料箱底部中空，且底部设于窝眼 滚筒上方或者底部与窝眼滚筒固连。
该去红衣装置，通过窝眼滚筒的均匀旋转可实现均匀出料，进而来实现物料 均匀的往传送机构送料。可通过调节转轴转动偏心套来改变滑块的位置，来调节 落料槽的可变体积而调节每次物料抛洒的量，进而调节物料的进料量速度。也可 通过调节窝眼滚筒的转动速度来调节物料的进料量的速度；利用交流电流产生交 变磁场，使辐射内胆在交变磁场的作用下发热而成为热辐射源，从而对传送机构 的核仁进行辐射加热；实现了对加热温度的可控性和对传送机构的核仁加热的均 匀性。
此外，经过电磁加热后的核桃仁与其红衣已经基本分离，为下一步根本分离 打下基础。热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置利用核桃仁 和红衣的热膨胀系数不同，利用加热装置在一定温度范围内对核桃仁进行加热来 实现核桃仁与红衣的分离。其中，加热机构可以使用多种加热方式，电磁加热方 式如本装置所示，在改变部分机构的基础上，也可利用电阻加热等多种加热方式。
本发明提供了一种连续送料机构，该机构可实现物料的连续上料，而且保证 均匀性，且可实现物料多少的调整。
一种连续送料机构，包括：
可旋转的窝眼滚筒，环向开有多个落料槽，每个落料槽内均设置柱销，柱销 与弹簧连接，弹簧朝向窝眼滚筒内部设置，且柱销可沿着落料槽运动；
喂料箱，底部中空，且底部设于窝眼滚筒上方或者底部与窝眼滚筒固连；
定位轴套，设于窝眼滚筒内，设置滑块；
调节转轴，环向设置偏心套，设于定位轴套内，滑块与偏心套接触设置，常 态下，滑块可与弹簧接触，窝眼滚筒旋转，带动柱销及弹簧绕定位轴套旋转，当 柱销旋转设定角度后弹簧与滑块接触，滑块将带弹簧的柱销推出，从而将落料槽 内的物料推出。
上述机构的设置，可实现核仁均匀密集的传送到传送机构，核仁密集均匀的 排布在加热传送机构可以实现加热装置对核仁均匀的均匀加热并提高加热机构 对核仁的处理效率。
进一步地，当滑块与弹簧未接触时，所述弹簧端部能够与所述的定位轴套相 抵设置。
进一步地，所述弹簧能够与滑块接触的端部呈圆弧形状，落料槽均匀设于窝 眼滚筒。
进一步地，所述窝眼滚筒侧部设置护种板，护种板呈圆弧设置以避免杂物进 入落料槽内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明具有加热均匀、保温效果好、自动化程度高、去皮效率高等优 点。在核仁受热处理过程中，核仁内的水分可及时的散发出去，从而有效的降低 核仁的含水量，可以有效增加核桃仁的风味。
(2)电磁线圈均匀缠绕在支撑框，利用电磁加热，使辐射内胆上产生涡流 而成为辐射源。相比于电阻丝加热更加均匀，而且能耗小，不易损坏。而且，相 比于电阻丝加热来说加热效率高，热量不易散失，电磁线圈本身不发热，从而减 低了对线圈的损耗。
(3)采用传送带传送机构，可以持续不间断的向加热机构中输送核仁，提 高了设备的生产效率和装置的自动化程度，避免了传统式坚果翻炒类加热机构的 间歇性翻炒所带来的一系列问题，传送带通过外部的支撑板与电磁加热机构做成 一体式的机构，保证了传送带在进出加热机构时的稳定性以及核仁在经过加热装 置时受热的均匀性。
(4)通过温度传感器的设置，可以实时监测辐射内胆、与核仁接触的受热 空气以及传输带表面的温度，进而将温度反馈给外界电路系统以调整传送带的传 输速度，来保证核桃仁处在合适的温度状态下的合理时间，提高了整体系统的智 能化程度。
(5)传送带本身采用导磁性差的不锈钢材料，有效减少了处于交变磁场中 的传输履带的发热问题，减少了其他热源对核仁均匀受热的影响。
(7)采用窝眼滚筒结构可均匀的、稳定的将物料抛洒在传送带上，可调式 的窝眼滚筒结构也可调整物料的出料量的速度，为后续物料的均匀加热提供方 便。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请 的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置轴测图；
(装置总体轴测图)
图2为热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置爆炸图；
图3(a)为电磁加热方形管左视图；
图3(b)为电磁加热方形管剖视图；
图4(a)为传动装置轴测图；
图4(b)为传动装置左视图；
图4(c)为传动装置俯视图视图；
图5(a)为连续送料机构左视图；
图5(b)连续送料机构剖视图；
图5(c)连续送料机构轮轴测图；
图6槽轮轴测图；
其中：Ⅰ-01-保温壳体，Ⅰ-02-电磁线圈，Ⅰ-03-保温层，Ⅰ-04-右端盖，Ⅰ -05-垫圈，Ⅰ-06-螺栓，Ⅰ-07-辐射内胆，Ⅰ-08-支撑板1，Ⅰ-09-左端盖，Ⅰ-10- 支撑板2，Ⅰ-11-温度传感器
Ⅱ-01-步进电机，Ⅱ-02-键1，Ⅱ-03-键2，Ⅱ-04-键3，Ⅱ-05-键4，Ⅱ-06- 传动皮带1，Ⅱ-07-传动皮带2，Ⅱ-08-皮带轮1，Ⅱ-09-皮带轮2，Ⅱ-10-皮带轮 3，Ⅱ-11-皮带轮4，Ⅱ-12-传送轴1，Ⅱ-13-传送轴2，Ⅱ-14-支撑轴1，Ⅱ-15- 支撑轴2，Ⅱ-16-支撑轴3，Ⅱ-17-传送轴承，Ⅱ-18-支撑轴承，Ⅱ-19-输料皮带， Ⅱ-20-支撑角钢，Ⅱ-21-支撑工字钢。
Ⅲ-01-护种板，Ⅲ-02-窝眼滚筒，Ⅲ-03-滑块，Ⅲ-04-柱销，Ⅲ-05-定位轴套， Ⅲ-06-弹簧，Ⅲ-07-偏心套，Ⅲ-08-调节转轴，Ⅲ-09-键，Ⅲ-10-喂料箱，Ⅲ-11- 喂料板，Ⅲ-12-旋转板，Ⅲ-13-分料板，Ⅲ-14-槽轮，Ⅲ-15-槽轮轮芯。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。 除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普 通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限 制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出， 否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使 用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或 它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题， 本申请提出了。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，热胀冷缩原理皮带输送热辐 射核桃仁与红衣分离智能装置包括电磁加热机构Ⅰ、传送机构Ⅱ和连续送料机构 Ⅲ(简称撒料机构)三部分组成。
如图2所示，图2为热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装 置爆炸图，各部件陈列图中。
如图3(a)、图3(b)所示，左端盖Ⅰ-09、右端盖Ⅰ-04由螺栓Ⅰ-06和垫 圈Ⅰ-05固定在支撑框两端，起到一定的保温作用，支撑框外侧设置保温壳体Ⅰ -01，左端盖Ⅰ-09、右端盖Ⅰ-04上有矩形开口，便于物料输送。辐射内胆Ⅰ-07 为矩形，套在圆筒形保温层Ⅰ-03内，保温层Ⅰ-03外缠绕有电磁线圈Ⅰ-02。辐 射内胆内部设置有温度传感器Ⅰ-11，便于监测加热装置内部的温度。支撑板1 Ⅰ-08、支撑板2Ⅰ-10将加热机构撑起，起固定与支撑的作用。
采用热辐射方式对核桃仁加热。首先利用电磁感应原理，使辐射内胆上产生 涡流，再利用内胆与核桃仁的辐射换热过程使核桃仁温度升高。由于热辐射发生 在物体表面，因此，红衣温升较明显时，核桃仁温升并不显著。
假设内胆温度处处相同，内胆与核桃仁表面红衣材料均可以看作灰体。内胆 各面编号分别为1、2、3、4，物料编号为5，则
利用有效辐射表达式得J5F5＝F5Eb5-(-1)Q5 (3)
J1F1+J2F2+J3F3+J4F4＝F1Eb1+F2Eb2+F3Eb3+F4Eb4-(-1)Q (4)
因为Q5＝-Q
所以可推导出
又因为
代入上式得
因为1、2、3、4为同种材料，所以Eb1＝Eb2＝Eb3＝Eb4
又因为
所以
因为物料表面材料不为灰体，因此应乘一修正系数K
热流量与时间t相乘，即为t时间内传递的热量H
单位质量t时间内的温升
单颗核桃仁的温升T0＝T×m0 (9)
又平均体积膨胀系数为
核桃仁和红衣的线膨胀系数不同，当单位加热热量相同时，两者膨胀体积就 会出现差别，这时核桃仁和表面粘连的红衣就会分离。
传送带的有效加热长度为a，宽度为b，其加热速率为v，单位面积加热核 桃仁的质量为m，则核桃仁的加热效率为
以上各式中：c—物料比热容，J/(kg·K)；G—投射辐射力，W/m2；F—面 积，m2；—角系数，％；J—有效辐射力，W/m2；Q—热流量，W；ε1—物料 发射率，％；ε2—筒壁发射率，％；E—辐射力，W/m2；t—时间，S；H—热量， J；T—温度，℃；m0—单颗核桃仁质量，Kg；β—平均体积膨胀系数；α—核 桃仁加热效率，颗/秒；v—加热速率，m/s。
设加热装置所用交流电电动势为e1＝n1BSωsinωt (12)
则电磁线圈上的感生电动势为e2＝n2BSωcosωt (13)
涡流产生的感应电动势为e3＝e1
所以，涡流大小
所以涡流的功率为
发热量
t时间内温升T＝Q/c (17)
在以上各式中：c—内胆壁比热容，J/(kg·K)；e—电动势，V；n1—发电机 线圈匝数；n2—电磁线圈匝数；B—磁感应强度，T；S—面积；ω—交流电角频 率；I—涡流强度，A；P—涡流功率，W；Q—热量，J；R—内胆壁电阻，Ω；t —时间，S。
电磁加热技术(简称EH)，通过缠绕在保温层Ⅰ-03上的电磁线圈Ⅰ-02产生 交变磁场，此时由金属制成辐射内胆Ⅰ-07相当于被电磁线圈包裹在内，内胆壁 表面可视为切割交变磁力线而产生交变的电流(即涡流)，涡流使内胆壁表面的 金属原子高速无规则运动，原子相互碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热物料 的作用。缠绕电磁线圈Ⅰ-02的特征在于能够360°均匀直接辐射内胆壁内物料， 电磁加热相对于电阻加热热转化效率高，损耗低，是一种转换效率能达到95％ 的加热方式，相对于微波加热电磁加热不会破坏加热物料的内部结构，减少了营 养的流失，不会产生对人体造成伤害的辐射。此外电磁加热实现了发热体和主电 路之间电气上的隔离，避免了因绝缘损坏而产生的漏电现象，在安全性上大大提 高了。
涡流的大小与金属材料的导电性、导磁性、几何尺寸有关。这些涡流消耗电 能，在感应加热装置中，利用涡流可对金属进行加热。涡流的大小与金属的电阻 率ρ、磁导率μ、厚度h，金属与线圈的距离δ，激励电流角频率ω等参数有关。 涡流的计算公式如下
式中：J为以为半径r的圆内交变磁通在加热体表面形成的涡流；σ为加 热体金属的导电率；Φm为半径r圆内的磁通。
将被加热体和电磁感应加热线圈结合在一起，中间留有2～4mm的间隙， 当磁场内磁力线通过内胆壁，磁力线被切割而产生无数小涡流，使内胆壁瞬间局 部发热。涡流的理论深入深度为δ。
式中ρ为电阻率(10-8Ω·mm)；f为频率(HT)；μ为导磁率(4π×10-7T/A)。 实际应用中规定I(x)降至表面涡流强度的1/e处的深度为“电流透入深度”，经 计算证明，86.5的热量是发生在深度为δ的薄层内。
考虑一块厚为h，电阻率为ρ，半径为a的金属圆板，置于磁感应强度B、 随时间交变的磁场中，为了计算热功率，沿着电流方向将金属圆板分割成若干个 宽度为dr、周长为2πr，厚度为h的金属薄筒，任意一个薄筒的感生电动势为
薄简的电阻为
所以薄筒的瞬时热功率为
整块金属圆板的涡流的瞬时热功率为
设B＝B0sinωt，则
涡流在一个周期内的平均热功率为
由上式可见，若要得到较大的热功率输出，必须选择高频交变的电磁场，产 生较大的磁感应强度，且金属的电阻率要较小。
通过理论分析与查找资料，确定了一种辐射内胆Ⅰ-07厚度的优化方案。设
Q热损＝Q散+Q蓄 (25)
则有
式中λ——材料的导热系数，kJ/(m·h·℃)
Δt——辐射内胆与室温的温差，℃
s——辐射内胆的厚度，m
F——辐射内胆平均散热面积，m2
ρ——辐射内胆材料的容重，kg/m3
C——辐射内胆材料的比热容，kJ/(kg·℃)
τ——加热时间
当
则
图4(a)，(b)，(c)分别为为传送装置的轴测图，左视图，俯视图。传动 装置主要起到传送物料，辅助加热，辅助加热后分离杂物的作用。传送装置会带 动物料在方形的桶状结构内传动，利用电磁加热技术，通过Ⅱ-19-输料皮带两端 的角钢产生的热量对核桃仁进行加热，加热完毕后，由于核桃仁和红衣的热膨胀 系数不同，核桃仁表面的红衣已经基本脱落，在后续步骤中可再进行根本分离。 支撑轴3Ⅱ-16等多个支撑轴通过角钢固定在输料皮带Ⅱ-19远离物料的一面，排 列均匀，保证输料皮带Ⅱ-19在运动过程中保持平稳，进而使核桃仁平稳经过加 热装置从而在一定程度上达到受热均匀的目的。传送轴1Ⅱ-12，传送轴2Ⅱ-13 固定在与竖直方向成一定角度的并有一定高度差的上下两端，使加热完成后的物 料在向下传送时与传送带保持一定距离，增大核桃仁与杂物的运动空间，便于后 续工序的。步进电机Ⅱ-01输出的动力通过键1Ⅱ-02传递给皮带轮1Ⅱ-08，由皮 带轮1Ⅱ-08带动传动皮带1Ⅱ-06的运动，再由上述传送皮带带动皮带轮2Ⅱ-09 的运动，进而将动力传递皮带轮3Ⅱ-10，皮带轮3Ⅱ-10依次将动力传递给键2 Ⅱ-03，键3Ⅱ-04，键3Ⅱ-04带动皮带轮3Ⅱ-10的转动，进而带动传动皮带2Ⅱ -07的运动，传动皮带2Ⅱ-07将动力依次传递给皮带轮4Ⅱ-11，键4Ⅱ-05，键4 Ⅱ-05带动传送轴2Ⅱ-13的转动，键2Ⅱ-03带动传送轴1Ⅱ-12的转动，从而带 动输料皮带Ⅱ-19的运动，进而实现物料的传送，此种实施方式耗能少，能量利 用效率高。输料皮带Ⅱ-19环绕支撑轴1Ⅱ-14，支撑轴2Ⅱ-15，支撑轴Ⅱ-16，通 过传送轴1，传送轴2的运动带动输料皮带Ⅱ-19的运动，输料皮带采用不锈钢 材料，核桃仁在经过送料装置后均匀散布在输料皮带上，皮带上均匀散布网孔， 不锈钢材料在电磁加热过程中不产热，以此保证核桃仁均匀受热，避免烫伤。支 撑角钢Ⅱ-20有序安置在输料皮带Ⅱ-19的两端，一是与支撑轴连接，起到支撑， 固定装置的作用，二是均匀排列在传送带的两端，在电磁加热过程中产生热量， 对核桃仁进行加热并能使核桃仁受热均匀。支撑工字钢Ⅱ-21通过角钢安装在传 送带的下端，电动机的四周，起到固定支撑机构的作用。
假设传送带的有效加热长度为a，宽度为b，传送速度为c
图5(a)、(b)、(c)分别为连续送料机构轮左视图、连续送料机构轮剖视图、 连续送料机构轮轴测图。可调式连续送料机构轮装置是进料方案的一种实施例， 将该装置放置在输料皮带Ⅱ-19的进料端。将喂料箱Ⅲ-10放置在连续送料机构 轮Ⅲ-02的上方，使得喂料箱Ⅲ-10中的物料在重力作用下进入由柱销Ⅲ-04和连 续送料机构轮孔构成的连续送料机构内，在连续送料机构轮Ⅲ-02的旋转带动下， 将连续送料机构内的物料运出喂料箱Ⅲ-10。对于核仁来说，由于核仁的大小不 一，因此连续送料机构应该按照最大的核仁大小来设计，还要防止核仁在连续送 料机构中发生堵塞。当柱销Ⅲ-04经过连续送料机构轮装置内部滑块Ⅲ-03时， 柱销Ⅲ-04沿连续送料机构向外移动，将连续送料机构内的物料顶出，柱销的设 计要注意与连续送料机构的配合，既要方便柱塞的往复活动，减少摩擦，还要防止较小的核仁粒堵塞缝隙而使得清晰困难。柱销Ⅲ-04经过滑块Ⅲ-03后，在弹 簧Ⅲ-06的作用下，柱销Ⅲ-06复位，并重新与连续送料机构轮Ⅲ-02形成连续送 料机构。通过连续送料机构轮Ⅲ-02的匀速转动，可将喂料箱Ⅲ-10内的物料均 匀的铺在输料皮带Ⅱ-19上。可通过调节偏心套Ⅲ-07来调节滑块Ⅲ-03的位置， 从而改变连续送料机构体积，即改变连续送料机构轮装置的送料量；偏心套由调 节转轴Ⅲ-08来调节，调节转轴Ⅲ-08旋转产生扭矩，通过键Ⅲ-09传递给偏心套 Ⅲ-07，从而达到调节的作用。旋转时，柱销Ⅲ-04通过弹簧Ⅲ-06的作用紧贴着 定位轴套Ⅲ-05摩擦。为保证柱销Ⅲ-04在旋转时能顺利通过滑块Ⅲ-03而不出现 卡滞现象，滑块Ⅲ-03与柱销Ⅲ-04接触部分的形状做成圆弧接触并尽量减少摩 擦阻力，同时，柱销Ⅲ-04和定位轴套Ⅲ-05之间的摩擦力也应该尽量的减小， 这便要求弹簧的弹力要较小一点来减小柱销Ⅲ-04与定位轴套Ⅲ-05之间的压力。 护种板不仅起到防止被连续送料机构带出来的物料在向心力的作用下飞溅，还能 保证被连续送料机构轮带出的物料能准确平稳的落在输料皮带Ⅱ-19上，起到对 物料的导向作用。
图6所示，为槽轮轴测图。该装置为进料方案的另一种实施例，放置在进料 口处向履带上均匀送料。物料先是放上喂料板Ⅲ-11，由于喂料板的倾斜放置， 物料在重力作用向下滑动，当物料堆积在分料板前，由槽轮轮芯Ⅲ-15转动，从 而带动槽轮Ⅲ-14间歇性转动。槽轮Ⅲ-14转动时，带动旋转板Ⅲ-12将物料拨动 向下传送，在槽轮Ⅲ-14停止转动的时间间隔中，物料在旋转板Ⅲ-12前堆积， 为槽轮旋转送料做准备。当物料被旋转板Ⅲ-12向下拨动后，物料将沿旋转板Ⅲ -12轴向均匀铺开，并再次在重力的作用下向下滑动。旋转板Ⅲ-12的作用则主 要是将喂料板Ⅲ-11上的不均匀铺开的物料沿旋转板Ⅲ-12轴向铺开。为防止物 料在滑动的过程中往中间堆积，我们将送料板用分料板Ⅲ-13沿物料流动方向分割成不同的区域，使得被拨过来的物料进入不同的被划分的下滑区而落到输料皮 带Ⅱ-19上。这种装置的作用主要是将物料均匀的铺在输料皮带Ⅱ-19上，利用 槽轮间歇性转动的特点，槽轮Ⅲ-14转动时，将物料通过旋转板Ⅲ-12被运送到 输料皮带Ⅱ-19上，由于输料皮带Ⅱ-19的转动，当下次槽轮转动送料时，通过 调节输料皮带Ⅱ-19的送料速度，使得上一次的物料刚好被运输完。于是便在输 料皮带Ⅱ-19形成了接连不断的铺展均匀的物料。整个装置的倾斜角度为45°， 这样保证了旋转板Ⅲ-12在转过一次角度后，下一个板页处于水平，保证物料掉 落于板页上不会滑落。
需要说明的是，本领域技术人员在本发明的工作原理的启示下，将电磁线圈 替换为其他形式的加热装置，比如直接接触物料的电阻丝加热，能耗高，加热不 均匀，热量容易散失，如若处理不当会直接烤焦物；间接接触物料的微波加热， 它会破坏加热物料的内部结构，增加了油脂蛋白质等营养的流失，使最后得到的 物料营养成分低，并且微波加热具有辐射作用，在一定程度上会对操作者造成健 康威胁。以上加热机构属于不需要付出创造性劳动的简单替换，应当属于本发明 的保护范围，本发明的电磁加热机构是最优方案。
采用本发明公开的装置，核桃仁经过电磁加热和传送带实现均匀加热，其红 衣与核桃仁发生不同程度的形变，不再紧密贴合。再经过通风的滚筒机构，使红 衣与核桃仁彻底分离，在后续的吹风滚筒中的作用下，剥离下来的红衣被吹走， 只留下最终的产品——核桃仁。此外，本申请装置可以用来对其他物料进行去皮 加工，比如花生、杏仁等带薄皮坚果。扩大该设备的应用范围，提高了该设备的 实用价值。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域 的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，其特征在于，包括：
电磁加热机构，包括支撑框，传送机构设于支撑框内，在支撑框外环向设置电磁线圈；
传送机构，穿过支撑框设置，以将核桃仁送入支撑框内并传送出电磁加热机构。
2.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，其特征在于，在所述传送机构的一侧还设置送料机构。
3.根据权利要求2所述的热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，其特征在于，所述送料机构包括倾斜设置的喂料板，喂料板中部设置带拨料槽的旋转轴，旋转轴与设于喂料板侧部的槽轮部件连接，喂料板的下半段设置多条分料板；
或者，所述分料板沿着喂料板的长度方向设置，分料板的纵向截面为人字结构；旋转轴设于喂料板的宽度方向。
4.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，其特征在于，所述电磁加热机构可替换为电阻加热机构。
5.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，其特征在于，所述支撑框的纵向截面为环形，支撑框的两侧分别通过支撑板进行支撑，支撑框内设置辐射内胆，辐射内胆与所述的电磁线圈之间设置保温层；
进一步地，所述电磁线圈外侧设置保温壳体。
6.根据权利要求5所述的热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，其特征在于，所述辐射内胆内设置温度传感器，温度传感器与控制器连接，控制器与电磁线圈的控制开关、传送机构分别单独连接；
或者，所述辐射内胆的纵向截面呈矩形环设置。
7.根据权利要求1所述的热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，其特征在于，所述传送机构为传送带，传送带通过设于上支撑架和下支撑架的传送辊进行支撑，传送辊通过皮带传送部件带动旋转，上支撑架和下支撑架之间通过多根连杆进行支撑，所述支撑框围绕上支撑架设置。
8.根据权利要求2所述的热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，其特征在于，所述送料机构包括可旋转的窝眼滚筒，环向开有多个落料槽，每个落料槽内均设置柱销，窝眼滚筒内设置与柱销可接触的推动单元件，推动单元件可推动柱销沿着落料槽运动即沿着窝眼滚筒的径向方向往复运动。
9.根据权利要求8所述的热胀冷缩原理皮带输送热辐射核桃仁与红衣分离智能装置，其特征在于，所述推动单元件包括设于窝眼滚筒内与窝眼滚筒同轴设置的调节转轴，调节转轴环向设置偏心套，在调节转轴外围设置带滑块的定位轴套，；滑块与偏心套接触设置，常态下，滑块可与弹簧接触，弹簧与柱销连接，窝眼滚筒旋转，带动柱销及弹簧绕定位轴套旋转，当柱销旋转设定角度后弹簧与滑块接触，滑块将带弹簧的柱销推出，从而将落料槽内的物料推出；
或者，在所述窝眼滚筒顶部设置喂料箱，喂料箱底部中空，且底部设于窝眼滚筒上方或者底部与窝眼滚筒固连。
10.一种连续送料机构，其特征在于，包括：
可旋转的窝眼滚筒，环向开有多个落料槽，每个落料槽内均设置柱销，柱销与弹簧连接，弹簧朝向窝眼滚筒内部设置，且柱销可沿着落料槽运动；
喂料箱，底部中空，且底部设于窝眼滚筒上方或者底部与窝眼滚筒固连；
定位轴套，设于窝眼滚筒内，设置滑块；
调节转轴，环向设置偏心套，设于定位轴套内，滑块与偏心套接触设置，常态下，滑块可与弹簧接触，窝眼滚筒旋转，带动柱销及弹簧绕定位轴套旋转，当柱销旋转设定角度后弹簧与滑块接触，滑块将带弹簧的柱销推出，从而将落料槽内的物料推出。
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