CN111196482A - 一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及食品加工机械，特别涉及一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，包括莲子料斗、振动盘、气咀、振动器、振动器支架、滚子链条等；振动器上部安装有振动盘；振动盘上部设置有莲子料斗；振动盘设置有从振动盘本体延伸的出料溜槽；气咀设置在振动盘上靠近出料溜槽入口处；压力气流的喷射方向相对于出料溜槽入口的导料方向构成反向夹角，以吹开堵塞莲子；滚子链条位于导料软管下方；当滚子链条向前运动时，导料软管管口处的莲子，在重力作用下落在由相邻滚子构成的可容纳一颗莲子的凹陷处，实现了单颗莲子连续输送功能，提高了莲子加工效率和加工质量。本发明也可用于红枣等其他果仁类食品的单颗莲子连续送料场合。

Description

一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置
技术领域
本发明涉及食品加工机械设备，涉及一种送料装置，特别涉及一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，本发明也可用于红枣等其他果仁类食品的单颗连续送料场合。
背景技术
莲子是一种传统的保健食品，含有多种对人体有利的微量元素，具有极高的营养价值和药用价值，在湖南、湖北、江西、浙江和福建等地广泛种植。随着莲子产业规模的扩大，传统的手工作业方式将逐步被自动化加工设备所取代，例如目前已研制出用于新鲜莲子加工的剥壳机、去皮机和去心机。这些加工设备都需对新鲜莲子进行单颗连续送料。例如，中国专利2019111862851提供了一种莲子去皮取芯装置，该装置借助由漏斗、传送带、传送轮和送料板构成的送料结构将莲子输送至动力去皮取芯工位；中国专利201820658465X提供了一种莲子送料辅助装置，通过驱动第一档杆的一端和第二档杆相对应的一端相互靠近和远离，以使得夹块能够准确夹取到莲子；中国专利2017211258656提供了一种莲子开边机，其送料器内部设置有推料板，所述推料板外侧连接有进料疏通杆，可避免莲子拥堵在所述送料器处；中国专利2019103016273提供了一种气动自适应鲜莲子去心机，其振动送料装置安装在机架上并位于料斗下方，该装置包括底部设有直线振动器的振动盘，在其出料口处设置有顶面为斜面的送料顶杆，送料顶杆通过横杆与上料气缸连接，并由上料气缸驱动做上下送料运动；中国专利2018105212866提供了一种新鲜莲子自动通芯装置，其加工桶的中部设置有输料盘，输料盘的侧壁为内凹弧形，加工桶内壁与输料盘侧壁之间形成送料通道。
根据文献调研可知，由于莲子是植物的果实，其大小和形状不一，极易在狭窄的入料口造成堵塞；上述专利技术主要是利用送料板、夹块、推料板、进料疏通杆、送料顶杆、拨片、弧形输料盘等机械装置来疏通堵塞的莲子，但由于受堵塞堆积程度和莲子大小形状等随机因素的影响，上述机械搅料方式产生的搅料力难以实时控制，容易造成莲子的机械损伤，甚至被开边破碎，同时容易发生架空或空料输送等影响生产效率的现象。可见，莲子送料时的连续性(出料口无堵塞堆积现象)、准确性(单颗送入加工工位)和损伤率成为影响莲子，尤其是鲜莲子加工效率、加工品质和加工成本的关键因素之一。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，旨在利用压力气流吹开堵塞在出料溜槽入口处的莲子，结合振动盘的激振效应，实现单颗莲子连续稳定且无机械损伤地送料，以提高生产效率。
本发明的目的是通过如下途径实现的：一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：包括莲子料斗、振动盘、气咀、振动器、振动器支架、滚子链条、振动盘盖板，其中：
振动器支架上部安装有振动器；振动器的上部安装有振动盘；振动盘的上部设置有莲子料斗；莲子料斗的料斗出口排出的莲子落入振动盘本体；振动盘与莲子料斗的非联通区域设置有防止莲子溢出的振动盘盖板；振动盘设置有从振动盘本体延伸出的出料溜槽；所述出料溜槽远离所述振动盘本体的末端底面上开设有出料孔；振动盘的底面水平向前倾斜一定角度；
气咀设置于振动盘上，且靠近出料溜槽入口；气咀断续喷射压力气流，其喷射方向正对堵塞在出料溜槽入口处的莲子；
出料孔下方设置有与其同轴的出料管；出料管的外周下边缘套接有导料软管；导料软管的下边缘，在指向滚子链条移动方向的一侧开设有切口；
滚子链条位于导料软管的下方；当滚子链条静止时，导料软管位于滚子的正上方，滚子堵住导料软管中的莲子；当滚子链条向前运动时，导料软管的管口处的莲子，在重力作用下落在由相邻滚子构成的可容纳一颗莲子的凹陷处；当滚子链条移动一个节距后，后方滚子又将下一颗莲子堵在导料软管中。
作为优选，气咀固定安装于溜槽挡板上；气咀喷口正对导料挡板上开设的吹气缺口，其上端低于气咀轴线2-5mm；气咀的轴线距所述振动盘本体底面的高度大于最小莲子直径的一半；气咀的喷气方向相对于出料溜槽入口的导料方向构成反向夹角θ2；所述反向夹角θ2的范围为[135°,175°]。
作为优选，导料软管的内径比最大莲子长度大2-5mm；导料软管的管口端面与与之正对的滚子外周轮廓的最小间距L1为2-8mm。
作为优选，振动盘底面向前倾斜角度θ1的取值范围为[2°,15°]；莲子料斗的料斗出口前侧到振动盘底面的距离比最大莲子长度大2-5mm；振动盘的底面到振动盘盖板之间的距离比最大莲子长度大2-5mm；所述出料溜槽的宽度比最大莲子长度大2-5mm。
作为优选，振动盘从所述振动盘本体延伸出至少1条出料溜槽；所述出料溜槽关于振动盘对称布置。
作为优选，在所述振动盘本体内设置有倒V形导料挡板，其工作面可将所述振动盘本体内的莲子分料导流至各出料溜槽入口；莲子料斗包括料斗主仓体和设置于其内的倒V形的料斗隔板；料斗隔板将料斗出口分割为多个并行出口。
作为优选，在振动器支架与机架之间，以及振动器支架与振动器之间设置有减震垫。
作为优选，振动盘上，在靠近出料溜槽入口处沿莲子运动方向一侧设置有滤水槽。
本发明一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，与现有技术相比具有下列优点：
①在振动盘上，且靠近出料溜槽入口设置有用于喷射压力气流的气咀；压力气流的喷射方向与出料溜槽入口的导料方向构成反向夹角，使得堵塞于出料溜槽入口处的莲子被吹开，从而解决振动盘出料溜槽入口处莲子堵塞问题。与机械搅料方式相比，气咀喷气防堵的方法对莲子没有机械损伤。
②出料溜槽具有一定的长度，其内部可以存贮多颗莲子，在振动器的作用下，可以实现莲子单层单列排列，对连续送料可以起到缓冲作用，因此气咀可以断续吹气，从而节省能源。
③利用滚子链条的移动来实现单颗莲子的自动输送。当滚子链条静止时，振动盘上的导料软管位于滚子的正上方，滚子正好堵住导料软管中的莲子，防止莲子外溢；当滚子链条向前运动时，导料软管管口处的莲子在重力作用下落在由相邻滚子构成的可容纳一颗莲子的凹陷处，滚子链条移动一个节距后，后方滚子又将下一颗莲子堵在导料软管中。本发明的送料方式，结构简单，工作可靠，且由于导料软管为软质材料，也不会损伤莲子。
④为防止发生大莲子送不出、小莲子送两颗的情况，本发明根据莲子的尺寸范围，采用控制导料软管的管径、管口到滚子的距离，以及在出导料软管前方一侧开切口的方法来解决该问题。小莲子送料时，由管口到滚子之间的距离来控制，可防止多送；大莲子经过时，由于管口到滚子之间的距离小，不能直接出来，但在滚子链条的作用下，大莲子会使导料软管上两切口之间的胶皮抬起而通过。因此该送料方式，不管莲子大小，可保证每次只送一颗莲子。
⑤振动盘上，在靠近出料溜槽入口处沿莲子运动方向一侧设置有滤水槽，可自动沥除莲子中的水分，可以起到保护链轮和滚子链条的作用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1为本发明一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置的三维结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1隐藏莲子料斗和振动盘盖板后的三维结构示意图；
图4为图3的爆炸图；
图5为图3的俯视图；
图6为图3的左视图；
图7为图1中振动盘与气咀装配后的三维结构示意图；
图8为图7的俯视图；
图9为图8中B-B剖视图；
图10为图4中导料软管的三维结构示意图；
图11为图3中振动盘上位于左出料溜槽入口处发生堵料时的示意图；
图12为在图11的基础上利用气咀喷气防堵时的工作原理图；
图13为在图12的基础上当气咀停止喷气后，在振动器作用下，单颗莲子依次通过左出料溜槽入口时的示意图；
图14为滚子链条静止且导料软管内含有莲子时，由图5获得的C-C剖切示意图(滚子仅画出剖切处轮廓)；
图15为滚子链条相对图14所示状态水平移动半个节距后，由图5获得的C-C剖切示意图(滚子仅画出剖切处轮廓)；
图16为滚子链条相对图14所示状态水平移动3/4个节距后，由图5获得的C-C剖切示意图(滚子仅画出剖切处轮廓)；
图17为滚子链条相对图14所示状态水平移动一个节距后，由图5获得的C-C剖切示意图(滚子仅画出剖切处轮廓)；
图18为在图3的基础上隐藏滚子链条和导料软管，装配上振动盘盖板后的三维结构示意图(另一视角下)。
图中，1为莲子料斗；11为料斗主仓体；111为料斗出口；1111为料斗左出口；1112为料斗左出口；12为料斗隔板；2为振动盘；21为振动盘底板；211为滤水槽；212为出料孔；22为振动盘侧板；23为导料挡板；231为吹气缺口；24为出料溜槽入口；241为左出料溜槽入口；242为右出料溜槽入口；25为溜槽挡板；26为出料管；27为导料软管；271为切口；3为减震垫；4为气咀；5为振动器；6为振动器支架；7为滚子链条；71为滚子；8为振动盘盖板。
具体实施方式
如图1至图18所示，为本发明一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置的附图；本发明一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：包括莲子料斗1、振动盘2、气咀4、振动器5、振动器支架6、滚子链条7、振动盘盖板8，其中：
振动器支架6下部可与莲子去心机、莲子开边机等莲子自动加工装置的机架(未画出)固接；振动器支架6上部安装有振动器5(推荐采用直线振动器)；振动器5的上部安装有振动盘2；振动盘2上方设置有莲子料斗1；莲子料斗1的料斗出口111排出的莲子落入振动盘本体；振动盘2与莲子料斗1的非联通区域设置有防止莲子溢出的如图18所示的振动盘盖板8；振动盘2设置有从所述振动盘本体延伸的出料溜槽；所述振动盘本体与所述出料溜槽通过出料溜槽入口24相连通；所述出料溜槽的末端底面上开设有出料孔212；振动盘2的底面水平向前倾斜一定角度；
气咀4设置于振动盘2上，且靠近出料溜槽入口24；气咀4断续喷射压力气流，其喷射方向正对在出料溜槽入口24，以吹开堵塞在出料溜槽入口处的莲子；
出料孔212下方设置有与其同轴的出料管26；出料管26的外周下边缘套接有导料软管27；本例中，导料软管27采用硅胶等软质材料制成；导料软管27的下边缘，在指向滚子链条7移动方向的一侧，如图14所示导料软管27的右半侧，沿其轴线开设有如图10所示的两条切口271；
滚子链条7位于导料软管27的下方；如图14所示，当滚子链条7静止时，导料软管27位于滚子71的正上方，滚子71堵住导料软管27中的莲子；如图15所示，当滚子链条7向前运动时，导料软管27管口处的莲子，在重力作用下落在由相邻滚子71构成的可容纳一颗莲子的凹陷处；如图17所示，当滚子链条7移动一个节距后，后方滚子71又将下一颗莲子堵在导料软管27中。
振动盘2推荐采用钣金工艺制造方法。更为具体地，本例中，如图3至图10所示，振动盘2包括振动盘底板21、振动盘侧板22、导料挡板23、溜槽挡板25；振动盘底板21、振动盘侧板22和导料挡板23三者共同围成具有出料溜槽入口24的所述振动盘本体；溜槽挡板25和振动盘底板21二者围成所述出料溜槽。
作为优选，气咀4固定安装于溜槽挡板25上，并采用如下技术方案进一步提高气咀4喷气的防堵效果：
1)为保证莲子能顺畅到达出料溜槽入口24，导料挡板23延伸至出料溜槽入口，并在导料挡板23上开设有吹气缺口231，其上端低于气咀4轴线2-5mm；气咀4喷口正对导料挡板23上的吹气缺口231，该结构，能保证气咀4喷出的压力气流直接作用到出料溜槽入口位置的莲子，同时又能阻止莲子外溢。
2)如图7所示，气咀4的轴线距所述振动盘本体底面的高度大于最小莲子直径的一半，可保证喷出的气流始终作用于堵塞在出料溜槽入口24的莲子(以下引述为堵塞莲子)的中上部，使堵塞莲子旋转退让，打破受力平衡状态，快速解决堵料问题。
3)气咀4的喷气方向相对于出料溜槽入口24的导料方向构成如图8所示反向夹角θ2；所述反向夹角θ2的范围为[135°,175°]，该喷气方向与莲子前进的方向相关，可以把堵塞在出料溜槽入口24处两颗莲子中的其中一颗反向推开，让另一颗莲子顺畅进入出料溜槽。
作为优选，根据莲子的尺寸范围，采用控制导料软管27的管径、管口到滚子71的距离来有效解决大莲子送不出、小莲子送两颗的问题，以确保不管莲子大小，每次只送一颗莲子进入由相邻滚子71构成的凹陷处内，具体技术方案如下：
导料软管27的内径比最大莲子长度大2-5mm；导料软管27的管口端面与与之正对的滚子71外周轮廓的最小间距L1，也即导料软管27的下端面与过滚子71垂直中间面上滚子71外周轮廓中心位置处(见图14中的E点)的距离L1，其范围为2-8mm。
作为优选，为提高莲子的流动性，使莲子具有向出料孔212方向运动的重力势能，振动盘2底面向前倾斜一定角度θ1，如图6所示，倾斜角度θ1的取值范围为[2°,15°]。
作为优选，为保证莲子在振动器作用下在振动盘2内成单层布置，莲子料斗1的料斗出口111前侧到振动盘2底面的距离比最大莲子长度大2-5mm，振动盘2底面到振动盘盖板8之间的距离比最大莲子长度大2-5mm；为了保证莲子在出料溜槽中成单层单列布置，所述出料溜槽的宽度比最大莲子长度大2-5mm。
作为优选，为提高加工效率，针对具有多条生产线并行作业的莲子加工装置，振动盘2从所述振动盘本体可延伸出至少1条出料溜槽；所述出料溜槽关于振动盘2对称布置；与出料溜槽的数目相对应，配置有相应数量的滤水槽211、出料孔212、出料溜槽入口、出料管26、导料软管27、气咀4和滚子链条7，在此不再赘述。本例中，更为具体地，如图3至图8所示，振动盘2对称布置有2条出料溜槽。
作为优选，在所述振动盘本体内设置有导料挡板23；本例中，如图3所示，导料挡板23为倒V形板，其工作面可将所述振动盘本体内的莲子分料导流至各出料溜槽入口，也即左出料溜槽入口241和右出料溜槽入口242；莲子料斗1包括料斗主仓体11和设置于其内的料斗隔板12；料斗隔板12起承担莲子重力、减轻振动器负载的作用，并将料斗出口111分割为多个并行出口。本例中，更为具体地，如图1和图2所示，料斗隔板12为倒V形板，其将料斗出口111分割为料斗左出口1111和料斗左出口1112。
作为优选，为降低振动器5对莲子自动加工装置的其他零部件的影响，在振动器支架6与所述机架之间，以及振动器支架6与振动器5之间设置有减震垫3；本例中，如图4所示，分别采用了方块形和圆柱形减震垫3。
作为优选，对于用水浸泡一段时间的新鲜莲子，为了充分沥除莲子水分，防止其滴落到链轮和滚子链条上，振动盘2上，在靠近出料溜槽入口24处沿莲子运动方向一侧设置有如图5所示滤水槽211。
为便于理解本发明的工作原理，现就其完整送料过程简述如下：本例中，使用者将莲子倾倒入莲子料斗1的料斗主仓体11内，经料斗隔板12的隔离与分流，几乎等量的莲子分别经由料斗左出口1111和料斗右出口1112进入所述振动盘本体的左半侧和右半侧；由于莲子料斗1的料斗出口111前侧到振动盘2底面的距离限制，因此莲子会从料斗出口111前方边缘单层流出至所述振动盘本体内；在莲子自身重力(因所述振动盘本体底面倾斜设置)和振动器5激振力的作用下，同时在导料挡板23的引导下，莲子会向出料溜槽入口24快速滚动。受出料溜槽入口24宽度及与振动盘盖板8高度的限制，莲子只能单层单列地进入出料溜槽；当两颗莲子同时到达出料溜槽入口24时，在振动器5的激振力作用下，一般不会堵塞。然而，当导料挡板23一侧的莲子在前，振动盘侧板22一侧的莲子在后，且两者后方均布满莲子时，如图11所示，此时莲子相互挤压会发生堵塞现象。如图12所示，气咀4喷射出压力气流，可以把堵塞在出料溜槽入口24处两颗莲子中靠近导料挡板23一侧的莲子反向推开，让振动盘侧板22一侧的莲子顺畅进入出料溜槽，实现对堵塞的莲子精准打击，从而有效解决莲子在出料溜槽入口处的堵塞问题；如图13所示，当压力气流吹开堵塞的莲子后，在振动器5的作用下，振动盘侧板22一侧的后方莲子会快速进入出料溜槽，并呈单层单列排列。由于出料溜槽具有一定长度，能起连续送料的缓冲作用，因此气咀4可以断续工作，断续工作的周期取决于出料溜槽可屯集莲子的颗数，一般每送5颗莲子吹气一次可以保证送料连续。不同于机械搅料方式，气咀4喷气防堵的效果，不仅易于调节(调节气压大小、喷口直径等)，还不会产生机械损伤。
当莲子沿所述出料溜槽单层单列地滚动至所述出料溜槽的末端时，会从出料孔212落入出料管26、导料软管27中；如图14所示，当滚子链条7静止时，导料软管27位于滚子71的正上方，导料软管27中的莲子会与图中滚子71的E点接触，也即导料软管27的轴线与滚子71的垂向中心线对齐；此时，由于距离L1的限制，滚子71正好堵住导料软管27中的莲子，故无论莲子大小，一律无法外溢。如图15所示，当滚子链条7水平移动半个节距后，导料软管27中莲子会顺着滚子71的圆柱表面落入由相邻滚子71构成的凹陷处；如图17所示，当滚子链条7相对图14所示状态水平移动一个节距后，后方滚子71又将下一颗莲子堵在导料软管27中，从而实现莲子的单颗输送。为防止发生大莲子送不出、小莲子送两颗的情况，本发明通过控制导料软管27的下端与滚子71外周轮廓的最小距离来限制小莲子多送；当大莲子经过时，由于管口到滚子71之间的距离小，不能直接出来，但在滚子链条的作用下，大莲子会使导料软管27上两切口271之间的胶皮抬起而通过，如图16所示。由此可知，该送料方式，不管莲子大小，可保证每次只送一颗莲子。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：包括莲子料斗1、振动盘2、气咀4、振动器5、振动器支架6、滚子链条7、振动盘盖板8，其中：振动器支架6上部安装有振动器5；振动器5的上部安装有振动盘2；振动盘2上方设置有莲子料斗1；莲子料斗1的料斗出口111排出的莲子落入振动盘本体；振动盘2与莲子料斗1的非联通区域设置有防止莲子溢出的振动盘盖板8；振动盘2设置有从所述振动盘本体延伸的出料溜槽；所述出料溜槽的末端底面上开设有出料孔212；振动盘2的底面水平向前倾斜一定角度；
气咀4设置于振动盘2上，且靠近出料溜槽入口24；气咀4断续喷射压力气流，其喷射方向正对堵塞在出料溜槽入口24处的莲子；
出料孔212下方设置有与其同轴的出料管26；出料管26的外周下边缘套接有导料软管27；导料软管27的下边缘在指向滚子链条7移动方向的一侧开设有切口271；
滚子链条7位于导料软管27的下方；当滚子链条7静止时，导料软管27位于滚子71的正上方，滚子71堵住导料软管27中的莲子；当滚子链条7向前运动时，导料软管27管口处的莲子，在重力作用下落在由相邻滚子71构成的可容纳一颗莲子的凹陷处；当滚子链条7移动一个节距后，后方滚子71又将下一颗莲子堵在导料软管27中。
2.如权利要求1所述的用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：气咀4固定安装于溜槽挡板25上；气咀4喷口正对导料挡板23上开设的吹气缺口231，其上端低于气咀4轴线2-5mm；气咀4的轴线距所述振动盘本体底面的高度大于最小莲子直径的一半；气咀4的喷气方向相对于出料溜槽入口24的导料方向构成反向夹角θ2；所述反向夹角θ2的范围为[135°,175°]。
3.如权利要求1所述的用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：导料软管27的内径比最大莲子长度大2-5mm；导料软管27的管口端面与与之正对的滚子71外周轮廓的最小间距为2-8mm。
4.如权利要求1所述的用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：振动盘2底面向前倾斜角度θ1的取值范围为[2°,15°]；莲子料斗1的料斗出口111前侧到振动盘2底面的距离比最大莲子长度大2-5mm；振动盘2底面到振动盘盖板8之间的距离比最大莲子长度大2-5mm；所述出料溜槽的宽度比最大莲子长度大2-5mm。
5.如权利要求1所述的用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：振动盘2从所述振动盘本体延伸出至少1条出料溜槽；所述出料溜槽关于振动盘2对称布置。
6.如权利要求1所述的用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：在所述振动盘本体内设置有倒V形导料挡板，其工作面可将所述振动盘本体内的莲子分料导流至各出料溜槽入口；莲子料斗1包括料斗主仓体11和设置于其内的倒V形的料斗隔板12；料斗隔板12将料斗出口111分割为多个并行出口。
7.如权利要求1所述的用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：振动器支架6与振动器5之间设置有减震垫3。
8.如权利要求1所述的用于莲子单颗连续输送的振动送料装置，其特征在于：振动盘2上，在靠近出料溜槽入口24处沿莲子运动方向一侧设置有滤水槽211。
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