CN110477409B - 一种菱角定向布料装置及菱角脱壳装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种菱角定向布料装置及一种菱角脱壳装置，脱壳装置包括机架、布料装置、运输机构、脱壳装置、分离装置，第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构，本装置使用时将菱角放置在布料装置调整菱角的横卧姿态，然后菱角通过运输机构被切割扩口，脱壳装置对切割后的菱角壳进行挤压剥壳，分离装置将脱落的菱角壳体和果肉分离，第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构给整体布料装置、运输机构、脱壳装置、分离装置提供动力。本装置将菱角切割成两段，在挤压脱壳，而非现有技术中的切割成多段，避免了多次切割时产生菱角果肉损失，特有的进料机构能保证菱角按要求进入运输机构进行切割。

Description

一种菱角定向布料装置及菱角脱壳装置

技术领域

本发明属于物料定向排序装置技术领域，具体涉及一种菱角定向布料装置，本发明还属于农业机械技术领域，涉及一种菱角脱壳装置。

背景技术

菱角是一年生草本水生植物菱的果实，在我国南方，尤其以长江下游太湖地区和珠江三角洲栽培最多。现如今，菱角的种植规模日益增大，每逢夏末秋初，不少新鲜的，各种种类的菱角上市，然而人们正常购买食用的菱角远不及每年种植的，农民辛苦种植却卖不出去的菱角也不宜长时间储存，因此对菱角进行剥壳深加工，显得十分重要。但是菱角外壳坚硬，形状不规则，日常食用多是人手工剥壳，而且难度较大，这对于菱角的深加工造成很大的阻碍，从而影响了菱角的商业价值。我国剥壳机具发展缓慢，远远落后于种植业的发展，国内常见的剥壳加工设备按剥壳方法分类可分为：挤压法、撞击法、剪切法和碾搓法。在一些生产应用的机具中，存在如下几个突出的问题。(1)剥壳率低。不少剥壳机漏剥或剥壳不完全，果仁去净率不高，有些剥壳机剥壳率只有50％(2)损失率高。由于参数选择不合理，造成剥壳不完全现象严重，碎仁夹带在碎壳中难以回收而被弃除。有些机具果仁损失率高达20％。(3)果仁完整性差。有些机具的设计，为了减少漏剥或剥壳不完全现象，一味追求剥壳率的提高，导致高的破碎率，从而降低了产品的商品价值。(4)通用性差。一般剥壳机仅能用于某一品种坚果的剥壳作业，对于不同品种的坚果，不能通过更换主要零部件来实现一机多用。(5)作业成本偏高。我国剥壳机具尚未形成规模和系列，多数是单机制造，制造的工艺水平低，成本高；也因为通用性差，不能一机多用，使得生产企业设备配置的成本高，致使加工坚果的作业成本增加。

究其原因在于切割时菱角难以保持固定的姿态，导致切割的部位与菱角中轴线的偏差大，导致了漏切或完整切壳率低，而完整切壳率低导致菱角开口尺寸偏差大，进一步产生了碎仁夹带和果仁破碎率高的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是在切割菱角前使菱角相对切割刀具定向排列，降低切割部位与菱角中轴线的偏差，为此提供一种菱角定向布料装置，本发明解决的另一个问题是对定向排列的菱角定向运输，防止菱角在切割过程中发生角度偏转，从而使菱角切口尺寸的标准差降低，切割部位与菱角中轴线的偏差减小，为此提供了菱角脱壳装置。该菱角脱壳装置实现了菱角自动排序、切壳、剥壳、果壳分离的流水线作业，提高了生产效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种菱角定向布料装置，包括所述布料装置包括受驱动旋转的齿盘，和围设在齿盘四周及底面呈静止状态的的托盘，所述齿盘四周和托盘内周相互间隔形成C形输送通道，所述C形输送通道的宽度由不小于菱角的总长度逐渐缩小至菱角的总宽度，C形输送通道狭窄端设有通向托盘外周的坡面，该托盘内周底端内凹形成环状槽，所述齿盘底面连接延伸至所述环状槽的圆形转盘，该转盘与环状槽间隙配合，转盘还沿圆周均匀设置扇形缺口,该扇形缺口旋转时的路径经过坡面上方，坡面和扇形缺口的宽度均大于菱角总长度；所述齿盘外周具有面向C形输送通道的摩擦齿，所述转盘随齿盘转动用于将放入C形输送通道的菱角送至所述坡面，摩擦齿在C形输送通道宽度小于菱角总长度的区段与菱角发生接触,推动菱角在C形输送通道内调整角度，直到C形输送通道的宽度大于菱角的厚度。

进一步地，所述托盘包括底板和框，所述框面对底板的一面沿内周布设一圈切槽，使所述底板与框通过紧固件可拆卸连接后，框的底面与底板的顶面围成所述环状槽，框的内周在所述底板上方围成螺线形涡腔。

优选地，所述托盘设有通孔，供输出轴穿过通孔轴转驱动所述齿盘。

基于以上菱角定向布料装置，一种菱角脱壳装置，包括机架、布料装置、运输机构、脱壳装置、分离装置，所述布料装置用于将菱角有序定向调整至纵向方向垂直于所述坡面的法线，再传输到运输机构；

该运输机构的起始端衔接在所述布料装置下方，所述运输机构被构造和设计为沿着运输路径在运输平面上平移运输相对运输路径横卧的菱角，并且具有间隔隔开并分别设置在运输平面上下两侧并形成通道一的压板和两组L型传送带，两组L型传送带间隔布置、彼此平行面对，在彼此之间围成底面具有条缝的U型槽，运输机构还具有从所述条缝伸入通道一中，用于劈开沿通道一运输的菱角的扩口刀具，和滚刀，其中滚刀在扩口刀具横劈菱角时，在菱角背向扩口刀具的一侧施加推力，使菱角克服扩口刀具的阻力沿通道一平移；

所述脱壳装置衔接在所述运输机构运输路径的终止端下方，具有用于对破壳后的菱角搓撕、挤压的一对间隔布置，相向旋转的摩擦轮；

所述分离装置设置于所述脱壳装置下方，用于对经挤压后脱壳的菱角壳和菱角果肉的分离；

所述机架为布料装置、运输机构、脱壳装置提供支撑。

进一步地，所述U型槽总宽度不小于菱角总长度L1，所述条缝的宽度小于菱角果肉腔长度L2；所述压板背向L型传送带一侧通过弹簧连接支架，所述弹簧对压板施加压力，压板面向扩口刀具的部位对应突出设置两个挡板，两个挡板平行布置于扩口刀具上方两侧，用于防止推向扩口刀具的菱角在所述运输平面偏转。

优选地，所述布料装置包括受驱动旋转的齿盘，和围设在齿盘四周及底面呈静止状态的的托盘，所述齿盘四周和托盘内周相互间隔形成C形输送通道，所述C形输送通道的宽度由35～40mm逐渐缩小至20mm，C形输送通道狭窄端设有通向托盘外周的坡面，该托盘内周底端内凹形成环状槽，所述齿盘底面连接延伸至所述环状槽的圆形转盘，该转盘与环状槽间隙配合，转盘还沿圆周均匀设置扇形缺口,该扇形缺口旋转时的路径位于坡面上方；所述齿盘外周具有面向C形输送通道的摩擦齿，所述转盘随齿盘转动用于将放入C形输送通道的菱角推向所述坡面，摩擦齿在C形输送通道宽度小于菱角总长度的区段与棱角发生接触,推动菱角在C形输送通道内调整角度，直到C形输送通道的宽度大于菱角的厚度。

优选地，所述滚刀沿圆周均匀分布瓣状刀片，滚刀的瓣状刀片穿过所述条缝伸入到所述通道一中。

优选地，所述的菱角脱壳装置还包括第一驱动机构，所述的菱角脱壳装置还包括第一驱动机构，所述布料装置受第一驱动机构轴转驱动。

优选地，所述的菱角脱壳装置还包括第二驱动机构，所述L型传送带受第二驱动机构驱动旋转。

优选地，所述的菱角脱壳装置还包括第三驱动机构，一对所述摩擦轮和分离装置受第三驱动机构驱动。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明结构简单，设计新颖合理。

2.本设计中菱角定向布料装置通过驱动旋转的齿盘相对静止的框运动，首先使菱角被连接齿盘的转盘携带在齿盘周围的C形输送通道内移动，当菱角进入C形输送通道狭窄段时，被阻挡，被摩擦力较大的摩擦齿接触，驱动菱角调整角度，使菱角通过C形输送通道；

3.转盘上设有宽大大于菱角总长度的扇形缺口，当扇形缺口转至坡面时，菱角从扇形通道落到坡面，沿坡面滑到运输机构，齿盘和转盘以缓慢的速度旋转，使菱角下落的速度至转盘所用的时间短于转盘旋转的扇形缺口所对应弧度的时间；

4.L形传输带间隔布置，中间的条缝能嵌入菱角的突出部位，使在运输时，保持菱角姿态，L形传送带围边的能限制菱角偏移，使菱角中轴对准扩口刀具，减少扩口刀具与菱角中轴线的偏差；

5.转动的滚刀能推动菱角克服刀刃的阻力顺利劈开菱角，压板下方突出布置的挡板位于扩口刀具两侧，与滚刀一起定位菱角表面的三点，保持菱角呈横卧的状态被劈开，不发生偏转，是菱角的切口尺寸的标准差降低。

6.切开位置偏差小，切口偏差小的菱角，其尺寸更为均一，大小偏差小，在被摩擦轮挤压时，摩擦轮保持同样间距，相对于现有技术能使更多的断开的菱角果仁被挤压脱壳，避免了缩小摩擦轮间距导致部分菱角果仁破碎，或摩檫轮间距过大，较小尺寸的菱角漏过摩擦轮的挤压。

7.本装置获得的菱角果仁，破碎率更低，漏剥率更低，同时菱角仅被切割成两段，脱壳后菱角果仁大小更大。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的左视图；

图5为布料装置的结构示意图；

图6为布料装置的剖视结构示意图；

图7为脱壳装置和分离装置的结构示意图；

图8为菱角的结构示意图；

图9为L型传送带、扩口刀具、滚刀的装配俯视图；

图10为运输机构的侧视结构示意图；

图11为运输机构部分零件的仰视结构示意图。

100-布料装置：1—齿盘、2—托盘、41—连接轴三、42—轴承座、43—坡面、45—第四锥齿轮、46-转盘、47-摩擦齿、48-扇形缺口、49-底板、55-环状槽、56-框；

200—机架；

300-运输机构：3—压板、44—扩口刀具、5—L型传送带、4—滚刀、51-U型槽、52-条缝、53-弹簧、54-瓣状刀片、441-刀刃、442-刀背、301-挡板；

400-脱壳装置：6-摩擦轮、7-摩擦轮、8—导向料斗；

600-分离装置；

10-第一驱动机构：11—第一电机、12—第四组V带小带轮、13—第五组V带小带轮、14—第五组V带大带轮、15—第四组V带大带轮、16—第三锥齿轮、18—连接轴一、19—连接轴二；

20-第二驱动机构：21—第三组V带小带轮、22—第三组V带大带轮、23—L型传送带从动轮、24—连接轴八、25—L型传送带主动轮、26—连接轴四、27—第二锥齿轮、28—连接轴六、29—第一锥齿轮；

30-第三驱动机构：31—第二电机、32—第一组V带小带轮、33—第一组V带大带轮、34—第二组V带小带轮、35—连接轴五、36—第二组V带大带轮、37—第一正齿轮、38—第二正齿轮、39—连接轴七、40-连接轴九。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3和图4所示的一种菱角脱壳装置，包括机架200、布料装置100、运输机构300、脱壳装置400、分离装置600，第一驱动机构10、第二驱动机构20、第三驱动机构30。

如图3、图4、图5和图6，布料装置100安装在运输机构300一端，该布料装置100构造并设计用于对放入的棱角调整卧姿，所述布料装置100包括齿盘1、转盘46、托盘2、坡面43，该托盘2设有螺线形涡腔50，涡腔50底端设有环状槽55，该环状槽55用于为转盘46提供旋转的环状空间，转盘46安装在环状槽55内并与齿盘1一体连接固定，且齿盘1和转盘46同心穿设轴枢受驱动旋转，齿盘1、转盘46与涡腔50偏心布置，涡腔50与齿盘1之间形成C形输送通道，该C形输送通道的宽度由35～40mm逐渐缩小至20mm，C形输送通道狭窄端设有通向托盘2外周的坡面43，该齿盘1具有面向C形输送通道的摩擦齿47，齿盘1与轴承42、第四锥齿轮45共同一连接轴三41穿设轴枢，使齿盘1、转盘46受第一驱动机构10轴转驱动在涡腔50内旋转，转盘46携菱角从C形输送通道宽敞端运动至C形输送通道狭窄端，当C形输送通道的宽度小于菱角总长度时，菱角移动受阻，菱角一侧与摩擦齿47发生接触，摩擦齿47推动菱角在C形输送通道内转动调整角度，直至C形输送通道的宽度大于菱角的厚度，转盘46最后携菱角运动至坡面43向下滑落。优选地，该转盘46沿圆周方向均匀布置扇形缺口48，坡面43位于扇形缺口48圆周运动的路径上，扇形缺口48随转盘46旋转时用于推动菱角在C形输送通道中运动，当扇形缺口48运动至坡面43上方时，转盘46上的菱角从扇形缺口48落入坡面43。可选地，托盘2包括底板49和框56，底板49与框56通过紧固件可拆卸连接，底板49用于托住转盘46，框56的底面被切屑出环形台，框56的底面与底板49围成环状槽55，所述的齿盘1和转盘46以低于0.5cm/s的线速度旋转或30r/min的角速度旋转，坡面43的坡度大于60°。

如图3和图7，脱壳装置400衔接于运输机构300另一端的下方，该脱壳装置400具有用于收集破壳后的菱角并导入两个摩擦轮6、7之间的导向料斗8，导向料斗8的顶面开口足够大，能延伸到刀背442右侧的条缝52下方，收集破壳后的菱角，两个摩擦轮6、7间隔布置，受第三驱动机构30驱动相向旋转，对破壳后的菱角施加挤压力，使菱角果肉脱壳，脱壳后的菱角壳连同菱角果肉，掉落在两个摩擦轮6、7下方的分离装置600内，分离装置600内设振动筛、果壳收集箱、果肉收集箱，振动筛振动使菱角壳和菱角果肉分别进入果壳收集箱、果肉收集箱。

如图3，运输机构300包括两组L型传送带5，如图8和图9，两组L型传送带5间隔布置、相互平行，在两组L型传送带5之间形成U型槽51，U型槽底面形成条缝52，U型槽51总宽度略大于菱角总长度L₁，条缝52的宽度小于菱角果肉腔长度L₂；

两组L型传送带5受第二驱动机构20驱动旋转，用于沿着运输路径在传送带平面上运输横卧的菱角，菱角横卧方向垂直于运输路径，且平行于传送带平面，如图10，运输机构300还包括压板3，压板3和传送带平面间隔隔开在运输路径两侧形成通道一500，压板3背向L型传送带5一侧通过弹簧53连接支架200，弹簧53对压板3施加压力，将菱角平压在传送带平面上；滚刀4、扩口刀具44沿L型传送带5运输路径方向依次布置，使滚刀4、扩口刀具44伸入到通道一500中，滚刀4沿圆周均匀分布瓣状刀片54，扩口刀具44的刀刃441朝向与运输路径方向相反，扩口刀具44的刀背442厚度大于刀刃，滚刀4受第一驱动机构10驱动保持与L型传送带5同方向旋转，使滚刀4的瓣状刀片54推动菱角通过扩口刀具44，使扩口刀具44劈开菱角。如图10是压板3、扩口刀具44、滚刀4倒转过来的立体示意图，压板3面向扩口刀具44的部位对应突出设置两个挡板301，两个挡板301平行布置于扩口刀具44上方两侧，用于防止推向扩口刀具44刀刃441的菱角在传送带平面偏转。

本装置使用时将菱角放置在布料装置100调整菱角的横卧姿态，然后菱角通过运输机构300被切割扩口，脱壳装置400对切割后的菱角壳进行挤压剥壳，分离装置600将脱落的菱角壳体和果肉分离，第一驱动机构10、第二驱动机构20、第三驱动机构30给整体布料装置100、运输机构300、脱壳装置400、分离装置600提供动力。

如图1、2、3、4，所述第一驱动机构10包括第一电机11、第四组V带小带轮12、第四组V带大带轮15、第五组V带小带轮13、第五组V带大带轮14、连接轴一18、连接轴二19、第三锥齿轮16；第三锥齿轮16与第四锥齿轮45垂直啮合，向连接轴三41传输动力，

所述第一电机11驱动第四组V带小带轮12转动，所述第四组V带小带轮12固定安装在第一电机11的输出轴上，所述第四组V带大带轮15、所述第五组V带小带轮13共同与连接轴一18轴枢连结，输出一部分动力提供给滚刀4；所述第五组V带大带轮14、第三锥齿轮25共同与连接轴二19轴枢连结，第五组V带大带轮14和第五组V带小带轮13共同缠绕同一皮带，第四组V带大带轮15和第四组V带小带轮12共同缠绕同一皮带，第一电机11通过第五组V带小带轮13、第五组V带大带轮14输出动力提供给布料装置100。

所述第三驱动机构30包括第二电机31、第一组V带小带轮32、第一组V带大带轮33、连接轴五35、第二组V带小带轮34、第二组V带大带轮36，所述第二电机31的输出轴上安装第一组V带小带轮32，第一组V带小带轮32与第一组V带大带轮33共同缠绕同一皮带，所述第一组V带大带轮33、第二组V带小带轮34共同与连接轴五35轴枢连结，第二电机31通过第一组V带小带轮32、第一组V带大带轮33、连接轴五35向分离装置600内的振动筛提供动力；第二组V带小带轮34与第二组V带大带轮36共同缠绕同一皮带，第二组V带大带轮36、第一正齿轮37、摩擦轮6、第一锥齿轮29共同与连接轴七39轴枢连结，第一正齿轮37与第二正齿轮38啮合，第二正齿轮38与摩擦轮7共同一轴枢连结，第二组V带大带轮36用于向脱壳装置400的两组摩擦轮6、7输出动力；

所述第二驱动机构20包括第三组V带小带轮21、第三组V带大带轮22、连接轴六28、连接轴四26、第二锥齿轮27、第一锥齿轮29、连接轴八24、L型传送带从动轮23、L型传送带主动轮25，所述第二锥齿轮27与第一锥齿轮29垂直啮合安装，所述第三组V带小带轮21、第二锥齿轮27共同与连接轴六28轴枢连结，所述第三组V带大带轮22、L型传送带主动轮共同与连接轴四26轴枢连结，第三组V带大带轮22与第三组V带小带轮21共同缠绕同一皮带，所述第一锥齿轮29向L型传送带主动轮25、连接轴四26输出动力，供L型传送带5旋转。L型传送带主动轮25和L型传送带从动轮23共同缠绕L型传送带5，L型传送带从动轮23安装在连接轴八24上。

托盘2、弹簧301、扩口刀具44被机架200固定，连接轴二19、连接轴八24、连接轴一18、连接轴四26、连接轴六28、连接轴七39、及套于第二正齿轮38内周的连接轴九40，的两端均安装在机架200的轴承座中。

Claims (8)

1.一种菱角脱壳装置，其特征在于，包括机架、布料装置、运输机构、脱壳装置、分离装置，所述布料装置用于将菱角有序定向调整至纵向方向垂直于坡面的法线，再传输到运输机构；

所述布料装置包括受驱动旋转的齿盘，和围设在齿盘四周及底面呈静止状态的托盘，所述齿盘四周和托盘内周相互间隔形成C形输送通道，所述C形输送通道的宽度由不小于菱角的总长度逐渐缩小至菱角的总宽度，C形输送通道狭窄端设有通向托盘外周的坡面，该托盘内周底端内凹形成环状槽，所述齿盘底面连接延伸至所述环状槽的圆形转盘，该转盘与环状槽间隙配合，转盘还沿圆周均匀设置扇形缺口,该扇形缺口旋转时的路径经过坡面上方，坡面和扇形缺口的宽度均大于菱角总长度；所述齿盘外周具有面向C形输送通道的摩擦齿，所述转盘随齿盘转动用于将放入C形输送通道的菱角送至所述坡面，摩擦齿在C形输送通道宽度小于菱角总长度的区段与菱角发生接触, 推动菱角在C形输送通道内调整角度，直到C形输送通道的宽度大于菱角的厚度；

该运输机构的起始端衔接在所述布料装置下方，所述运输机构被构造和设计为沿着运输路径在运输平面上平移运输相对运输路径横卧的菱角，并且具有间隔隔开并分别设置在运输平面上下两侧并形成通道一的压板和两组L型传送带，两组L型传送带间隔布置、彼此平行面对，在彼此之间围成底面具有条缝的U型槽，运输机构还具有从所述条缝伸入通道一中，用于劈开沿通道一运输的菱角的扩口刀具，和滚刀，其中滚刀在扩口刀具横劈菱角时，在菱角背向扩口刀具的一侧施加推力，使菱角克服扩口刀具的阻力沿通道一平移；

所述脱壳装置衔接在所述运输机构运输路径的终止端下方，具有用于对破壳后的菱角搓撕、挤压的一对间隔布置，相向旋转的摩擦轮；

所述分离装置设置于所述脱壳装置下方，用于对经挤压后脱壳的菱角壳和菱角果肉的分离；

所述机架为布料装置、运输机构、脱壳装置提供支撑。

2.根据权利要求1所述的菱角脱壳装置，其特征在于，所述U型槽总宽度不小于菱角总长度L₁，所述条缝的宽度小于菱角果肉腔长度L₂；所述压板背向L型传送带一侧通过弹簧连接支架，所述弹簧对压板施加压力，压板面向扩口刀具的部位对应突出设置两个挡板，两个挡板平行布置于扩口刀具上方两侧，用于防止推向扩口刀具的菱角在所述运输平面偏转。

3.根据权利要求1所述的菱角脱壳装置，其特征在于，所述滚刀沿圆周均匀分布瓣状刀片，滚刀的瓣状刀片穿过所述条缝伸入到所述通道一中。

4.根据权利要求1所述的菱角脱壳装置，其特征在于，所述的菱角脱壳装置还包括第一驱动机构，所述布料装置受第一驱动机构轴转驱动。

5.根据权利要求1所述的菱角脱壳装置，其特征在于，所述的菱角脱壳装置还包括第二驱动机构，所述L型传送带受第二驱动机构驱动旋转。

6.根据权利要求1所述的菱角脱壳装置，其特征在于，所述的菱角脱壳装置还包括第三驱动机构，一对所述摩擦轮和分离装置受第三驱动机构驱动。

7.根据权利要求1中所述的布料装置，其特征在于，所述托盘包括底板和框，所述框面对底板的一面沿内周布设一圈切槽，使所述底板与框通过紧固件可拆卸连接后，框的底面与底板的顶面围成所述环状槽，框的内周在所述底板上方围成螺线形涡腔。

8.根据权利要求7所述的布料装置，其特征在于，所述托盘设有通孔，供输出轴穿过通孔轴转驱动所述齿盘。

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