Пристрій для роздроблювання плодів шипшини з подальшим сортуванням її фракцій

Изобретение относится к устройствам для дробления, предпочтительно дробления высушенных плодов шиповника с последующей сортировкой его фракций и предназначено для использования в сельском хозяйстве и при переработке растительного технического сырья. Известно, что при переработке плодов шиповника возникает необходимость разделения плодов на фракции: кожуху и семена. В дальнейшем кожура используется при производстве витамина C, витаминизированных напитков, а семена - для выращивания саженцев шиповника и изготовления масла шиповника. По технологии изготовления витаминного чая из кожуры шиповника предпочтительны: 1. Крупный размер частиц кожуры. 2. Отсутствие пыли (слишком мелких частиц) в готовой продукции. Известна машина для переработки сельскохозяйственных культур, в том числе шиповника, содержащая приемный бункер, барабан с размещенным внутри него лопастным ротором, сепаратор (А.с. СССР №1003799, кл. A23N7/08, 1983). Обладая универсальностью обработки сельскохозяйственных культур и достаточной производительностью машина, в частности, при обработке шиповника не решает задачи дробления и сортировки шиповника с максимальным соотношением крупной фракции кожуры и отходов (семена с соизмеримой им фракцией кожуры и соединительные питающие элементы условно называемые "иголками"). Известно устройство для извлечения семян из плодов и шишек, содержащее приемный бункер, корпус с ротором и смонтированную под ротором систему сит (А.с. СССР №406526, кл. A23N5/04,1973). Известное устройство не обеспечивает высокой производительности при относительно малых габаритах устройства и дробление с максимальным выходом крупной фракции кожуры. Плоды двигаясь по сужающемуся зазору по спиралеобразной траектории подвергаются многократному воздействию разрушающи х элементов (шипов), размещенных на обращенных друг к другу поверхностях ротора и корпуса, измельчаясь при этом до мелкодробленой фракции. Наиболее близкой к предлагаемому устройству по совокупности признаков и достигаемому техническому результату является дробилка для семян (А.с. СССР №492302, кл. B02C18/02, 1975), принятая за прототип, включающая два горизонтально установленных параллельных вала с жестко закрепленными на них измельчающими элементами в виде набора абразивных кругов и установленные против каждого из них противорежущие пластины, образованные из несколько ступенчато расположенных частей, приемный бункер с распределительными лотками, выгрузочный патрубок, станину. Признаками прототипа совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения являются наличие двух горизонтально установленных параллельных валов с жестко закрепленными на них измельчающими элементами, противорежущей пластины, приемного бункера и выгрузочного патрубка. Причинами, препятствующими достижению необходимых технических результатов: исключение многократного воздействия режущи х элементов в процессе дробления, возможность дробления без помола и улучшение компоновки конструкции являются недостатки известного устройства, заключающиеся, при условии дробления плодов шиповника, в осуществлении процесса дробления в изменяющемся зазоре, образованном измельчающими элементами и противорежущей пластиной при неоднократном воздействии режущи х кромок абразивных кругов и выступающих частей противорежущей пластины, что не исключает возможность дробления плодов с образованием фракции помола, мелкодробленой фракции кожуры и травмирования семян. Кроме того, многократное воздействие режущи х элементов в процессе дробления увеличивает время нахождения обрабатываемого материала в зоне резания и сказывается на снижении производительности устройства. Ведение процесса дробления двумя потоками для обеспечения необходимой производительности ухудшает компоновку конструкции. В основу предполагаемого изобретения поставлена задача разработать устройство для дробления плодов, содержащее два горизонтально установленных параллельных вала с жестко закрепленными на них измельчающими элементами и противорежущую пластину, в котором за счет конструктивного изменения режущего узла и улучшения отвода раздробленной массы из зоны резания, обеспечивается исключение многократного воздействия режущи х элементов в процессе дробления и возможность дробления без помола, за счет чего повышается качество дробления с выходом максимально крупной фракции кожуры и сохранением целостности семян, улучши тся компоновка конструкции, что приведет к снижению габаритов при обеспечении высокой производительности устройства, т.е. экономии металла и электроэнергии при выпуске единицы продукции. Поставленная задача решается тем, что в устройстве, содержащем два горизонтально установленных параллельных вала с жестко закрепленными на них измельчающими элементами, противорежущую пластину, приемный бункер и выгрузочный патрубок согласно изобретению противорежущая пластина установлена так, что параллельная осям валов опорно-режущая кромка ее расположена ниже плоскости, проходящей через оси валов с образованием расширяющихся в сторону выгрузочного патрубка симметричных зазоров, валы установлены с возможностью вращения с равной угловой скоростью навстречу друг другу, измельчающие элементы выполнены в виде разделительных дисков и дисков с зубьями, закрепленными на валах в ша хматном порядке, причем зубья расположены по длине окружности с одинаковым шагом где (отношение длины окружности к ее диаметру); число зубьев, равное а расстояние опорно-режущей кромки от плоскости, проходящей через оси валов и величина симметричных зазоров определяется зависимостью Высота зуба равна равная а толщина диска с зубьями где -размер среднего плода шиповника. При взаимном расположении противорежущей пластины и вращающихся навстречу др уг другу валов с измельчающими элементами при попадании плодов шиповника на опорно-режущую кромку противорежущей пластины поддерживаемых в зоне резания разделительными дисками под воздействием опорно-режущей кромки и режущи х кромок зубьев, величина шага которых выбрана таковой, что обеспечивает при оптимальной угловой скорости вращения валов наибольшую вероятность попадания плодов в зону резания, плоды разрушаются с получением максимально крупной фракции кожуры, размер которой задается толщиной дисков и высотой зубьев, при этом положение опорно-режущей кромки пластины ниже плоскости, проходящей через оси валов, обеспечивает возможность максимального захвата плодов зубьями, исключая возможность частичного захвата. Разрушенная масса (крупная фракция кожуры, семена и "иголки") мгновенно, не подвергаясь повторному воздействию режущи х элементов, выводится из зоны резания через симметричные зазоры с последующим разделением фракций на ситах. Взаимное расположение валов с измельчающими элементами относительно друг друга и противорежущей пластины в корпусе улучшает компоновку конструкции. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1; на фиг.3 - диск с зубьями; на фиг.4 - положение противорежущей пластины относительно зубьев дисков. Устройство состоит из установленных горизонтально в корпусе 1 двух параллельных валов 2, 3, с жестко закрепленными на них измельчающими элементами, состоящими из чередующи хся на каждом из валов разделительных дисков 4 и дисков 5 с зубьями 6, имеющих режущую кромку 7, приемного бункера 8. Диски 5 с зубьями 6 закреплены на валах 2, 3 в шахматном порядке так, что режущая кромка 7 зубьев 6 дисков 5 вала 2 находится напротив огибающей линии разделительных дисков 4 вала 3 и наоборот. Валы 2, 3 установлены с возможностью вращения навстречу др уг другу с равной угловой скоростью. Зубья 6 дисков 5 размещены по окружности диска с равным шагом величина которого должна быть постоянной не зависимо от величины диаметра диска и рассчитывается по формуле где (отношение длины окружности к ее диаметру; - число зубьев, равное для обеспечения наибольшей вероятности попадания плодов шиповника в зону резания при оптимальной угловой скорости валов 2, 3, так как при меньшем шаге и большей угловой скорости валов вероятность попадания плодов в зону резания мала из-за отталкивающего действий периферийной частью зубьев, а при большем шаге и малой угловой скорости валов снижается производительность устройства. Высота зуба 6 диска 5 равна (где - размер среднего плода), а толщина диска 5 Наружный диаметр разделительного диска 4 меньше наружного диаметра диска 5 на величину, равную двойной высоте зуба 6, а толщина разделительного диска 4 вдвое больше толщины диска 5. При работе зуба 6 равной при попадании плодов в зону резания поддерживаемых разделительными дисками 4, обеспечивается касание режущей кромки 7 зубьев 6 с захватом 2/3 части плода с получением максимально крупной фракции, а при толщине диска 5 равной обеспечивается получение размера фракции кожуры, несоизмеримой с размером семян, которые при просеивании проходят через отверстия сит. Противорежущая пластина 9 установлена неподвижно в корпусе так, что опорно-режущая кромка 10 ее параллельна осям валом (фиг.2) и находится ниже секущей плоскости А - А (фиг.1) на расстоянии и образует симметричные зазоры относительно зубьев 6 дисков 5 расширяющиеся в сторону выгрузочного патрубка 11. Величины расстояния и зазоров одинаковы и должны рассчитываться по формуле где диаметру), (отношение длины окружности к ее число зубьев равное Так как, если величина расстояния меньше расчетной, то существует вероятность не захватывания плодов зубьями в процессе дробления или захватывания частично, а если больше-то увеличивается зазор и вероятность попадания в зазор между мелких плодов шиповника. Угол наклона передней грани 12 зубьев 6 к диаметральной плоскости, проходящей через вершину соотве тствующего зуба должен составлять не более 1 - 2° для обеспечения оптимальных усилий резания. Угол пластины при 9 вершине противорежущей заостренный наподобие обоюдоострого ножа равный должен быть в пределах 10 - 13° для обеспечения достаточных режущи х свойств опорно-режущей кромки 10 и конструктивной стойкости пластины 9. В процессе работы радиус затуплення угла не должен быть более 0,2мм, так как это приводит к возрастанию усилий резания. У выгрузочного патрубка 11 размещена система неподвижных сит 13, укрепленных в наклонном коробчатом каркасе 14, приводимых в колебательное движение от „ отдельного привода (на чертеже не показан), имеющего дисбаланс для создания колебательных движений. Коробчатый каркас 14 через подвижные шарниры 15 соединен с отдельной станиной 16. В каркасе 14 выполнены лотковые выходы 17, 18 для разделенных фракций плодов. Вращение валов 2, 3 происходит при помощи двух з убчаты х колес 19, 20 от привода, который состоит из электродвигателя 21, ременной понижающей передачи 22 с двумя шкивами 23, 24 и предохранительной муфтой 25. Корпус 1 устройства установлен на станине 26. Устройство работает следующим образом. В приемный бункер 8 загружают высушенные плоды, очищенные от веточек и всевозможных примесей, которые через щелевое отверстие нижней части бункера под действием силы тяжести ограниченные наклонными стенками бункера попадают на опорно-режущую кромку 10 противорежущей пластины 9. На опорно-режущей кромке плоди находятся в неустойчивом состоянии и могут отклоняться либо в сторону дисков 4, 5, закрепленных на валу 2, либо в сторону таких же дисков на валу 3. Вращение валов осуществляется с одинаковой оптимальной угловой скоростью. Поддерживаемые сбоку разделительными дисками 4 плоды разрезаются под воздействием режущи х кромок 7 зубьев 6 дисков 5 и опорнорежущей кромки 10 пластины 9 и в момент резки плодов разрушается наружная оболочка (кожура) плода с получением максимально крупной фракции и фракции несоизмеримой с размером семян, и отделяются семена от оболочки и соединительных питающих семена элементов "иголок". Формирование размерности фракции кожуры взаимосвязано с высотой зубьев 6 дисков 5, наружного диаметра и толщины разделительных дисков 4 и толщины дисков 5, а также с величиной расстояния Раздробленная масса выводится через симметричные зазоры и выгрузочный патрубок 11 на систему сит 13. Кр упная фракция кожуры перемещается по поверхности сит под действием колебательных сил и наклонного положения сит, попадая через лоток 18 в технологическую тару, а семена, мелкая фракция кожуры, соизмеримая с размером семян, и "иголки", проходя через круглые отверстия сит попадают через лоток 17 в другую технологическую тару. Вместо технологической тары могут быть различные транспортирующие устройства.