核桃破殼取仁分離裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了核桃破殼取仁分離裝置，包括設于機架的至少一個核桃固定機構和至少兩根撞擊桿，核桃破殼模具開有核桃定位孔，核桃破殼模具的側(cè)壁開有至少兩個與核桃定位孔相通的開孔，多根撞擊桿在移動機構的帶動下穿過與每根撞擊桿對應的開孔撞擊設置于核桃定位孔內(nèi)的核桃，還包括設置于核桃定位孔兩側(cè)分別用于覆蓋核桃定位孔的定位定量送料滑塊，在核桃定位孔一側(cè)定位定量送料滑塊的下方設有收集裝置，收集裝置與鼓風機連接；本實用新型采用了攪拌裝置進行送料，結構精巧，效率高且故障率極低。喂料斗出料孔形狀、定位輸送機構內(nèi)的通孔采用核桃定位截面形狀，實現(xiàn)了核桃喂料的自動化、可控化。
【專利說明】
核桃破殼取仁分離裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及農(nóng)產(chǎn)品加工機械技術領域，具體地涉及核桃破殼取仁分離裝置。
【背景技術】
[0002] 核桃富含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，具有獨特的口味，越來越受到人們的追捧和喜愛，因而 其生產(chǎn)量的增加幅度越來越大。核桃仁具有一定的藥用價值，從中可以提取抗氧化物質(zhì)，用 于醫(yī)藥研究。核桃經(jīng)過簡單處理之后既能直接食用，通過不同工藝進行加工后可以制成各 種各樣的食品和保健品。食用植物油工業(yè)已經(jīng)將核桃作為不可或缺的原料，核桃仁經(jīng)過處 理可以得到核桃油，通過核桃油可以進行深加工獲得副產(chǎn)品，如調(diào)和油、色拉油等。核桃除 了可以作為食用油原料之外，還可用作工業(yè)原料。核桃經(jīng)過加工之后的副產(chǎn)品，如核桃殼和 核桃餅柏等可以重新綜合利用，提升價值，提高經(jīng)濟效益。
[0003] 我國核桃資源豐富，種植面積大，產(chǎn)量高，僅次于美國，但核桃產(chǎn)業(yè)仍處于初級階 段，核桃的深加工、核桃產(chǎn)品的開發(fā)程度還遠遠不夠。至今，國內(nèi)還沒有適合市場要求的核 桃破殼取仁設備，核桃破殼取仁大都依靠人工完成。人工加工核桃，破碎率高、浪費大、勞動 強度高、衛(wèi)生條件差、加工質(zhì)量差，達不到出庫的衛(wèi)生標準。另外，核桃內(nèi)部結構復雜，形狀 各異，殼仁間隙較小，人工核桃破殼取得的果仁破損量較大，大大降低了核桃的市場價格。 機械化核桃破殼取仁不僅可使核桃原料升值，在核桃仁深加工方面也有重要的意義，目前 市場上的核桃破殼設備喂料過程中的定位問題是核桃生產(chǎn)過程中的一大難題，現(xiàn)有的幾種 核桃輸料方法有滾輪喂料、旋轉(zhuǎn)盤喂料、振動盤喂料等方法。
[0004] 經(jīng)檢索，目前國內(nèi)外比較先進的核桃喂料機構有以下幾種：
[0005] -種多工位氣動擊打式核桃破殼機，該裝置的破殼原理如下：由擊打氣缸支撐法 蘭、擊打氣缸、擊打頭和砧膜組成擊打裝置;擊打裝置進氣管、擊打裝置控制閥和擊打裝置 組成核桃擊打系統(tǒng)，控制器、傳感器、夾持裝置控制閥以及擊打裝置控制閥組成控制裝置。 傳感器為擊打裝置提供擊打信號，擊打裝置內(nèi)的擊打頭擊打砧膜，核桃受到砧膜的沖擊實 現(xiàn)破殼，該多工位氣動擊打式核桃破殼機提高了工作效率，確保了破殼效率，實現(xiàn)了破殼機 械化，節(jié)省了人力物力，改善了衛(wèi)生條件，消除了在作業(yè)過程中對果仁的污染，但通過擊打 裝置的沖擊力來進行破殼不能確保殼仁的完整分離，核桃仁的完整性也得不到保證，不利 于核桃的深加工。
[0006] 錐籃式核桃破殼機用破殼裝置。該裝置的工作原理:破殼裝置由外破殼體和內(nèi)破 殼體組成，主要利用摩擦擠壓原理實現(xiàn)破殼。外破殼體設有倒臺，內(nèi)外破殼體上還設有許 多斜條紋狀的凸起，并經(jīng)過特殊的處理，以此來增加破殼體與核桃接觸的粗糙度，核桃經(jīng)入 料口進入外破殼體和內(nèi)破殼體之間的破殼腔，隨內(nèi)破殼體的轉(zhuǎn)動而作自轉(zhuǎn)運動，并在最窄 處破殼后經(jīng)出料口甩出。間隙調(diào)節(jié)裝置由蝸輪蝸桿、刻度尺、調(diào)節(jié)手柄組成，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手柄 控制破殼腔之間的間隙和角度。使擠壓間隙的最小寬度小魚果殼直徑，并接近于核桃果仁 最大外徑。適應形式各樣的核桃，破殼率較高，但是依靠碾壓破殼的原理不能有效控制核桃 殼均勻受力，容易使核桃成粉碎狀。
[0007] -種離心式核桃破殼機。該裝置是一種由電機和皮帶輪帶動的離心式核桃破殼 機，通過電機變頻器改變動刀組的轉(zhuǎn)速，可以實現(xiàn)不同種類、不同破殼需要(一次破殼、二次 破殼)的核桃破殼。核桃經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的動刀組甩出后，撞擊在導向板上，經(jīng)碰撞實現(xiàn)破殼。 動刀組與導向板之間的最小距離保證在70~100毫米之間，這樣的設計既提高了破殼效果， 又保證了核桃在破殼后的殼仁能順利離開破殼區(qū)。焊接在外殼內(nèi)部側(cè)壁上的導向板與軸向 呈25~40度夾角，保證了核桃與導向板有合適的撞擊力，但核桃破殼的可控性不高，取整仁 率不高，不符合市場的要求，在核桃加工方面的實際應用性不高。
[0008] 變間隙多輥擠壓式核桃破殼機，由主破殼輥和輔助破殼輥組成的呈現(xiàn)由大到小的 間斷性多工位擠壓破殼工作區(qū)，使得核桃被擠壓的程度逐漸加深，提高了高露仁率，輔助破 殼輥與主破殼輥徑向距離可以調(diào)節(jié)，可以適應品種大小不一的核桃，但工作程序較為復雜， 可控性不高，實際的應用性不強。
[0009] 核桃破殼裝置專利。該破殼裝置工作原理如下:核桃由喂料口喂入后，經(jīng)過撥料裝 置實現(xiàn)核桃的單個喂入，槽輪送料機構旋轉(zhuǎn)90度后，核桃進入垂直通道，最終落到水平通 道，在機構的配合下，曲柄連桿機構把核桃送至定點位置，由凹面凸點壓頭破殼裝置實現(xiàn)核 桃的破殼。該裝置的優(yōu)點是工作時噪聲低，但是不能實現(xiàn)多個核桃同時進行破殼，效率低 下，壓頭擊打核桃的位置隨機性高，對核桃殼的破壞性較大，不能確保核桃仁的完整性。
[0010] 核桃破殼機，該裝置通過調(diào)整殼仁分離間隙實現(xiàn)破殼后，殼仁混合物料收集體落 入錘擊系統(tǒng)，下落時被繞中心軸轉(zhuǎn)動的螺旋釘齒不斷敲擊、碰撞，最終將結合的殼仁分離開 來，但是螺旋釘齒為硬性材料，錘擊易將原本完整的核桃殼仁棰碎。需要不斷地敲擊碰撞核 桃殼仁，大大降低了核桃仁完整率、出仁率，因此該專利破殼取整仁性能指標低，效果不理 想，不符合機械化生產(chǎn)的要求。
[0011] 此外還有其他一些圓盤破殼裝置、平板擠壓破殼裝置、弧板一滾筒破殼裝置、機械 擊打破殼裝置以及碰撞碎殼裝置等。
[0012] 目前研制的核桃破殼裝置，為實現(xiàn)機械化核桃破殼取仁，現(xiàn)有的核桃破殼機采用 常用的碾搓、擠壓、撞擊、剪切的破殼方法原理破殼取仁，性能指標不高(破殼率80 %左右， 高露仁率約60%)，對不同種類尺寸的核桃適應性差，自動化程度低，破殼時，受力不均致使 核桃仁成為很多瓣不規(guī)則的碎片，甚至碎粉狀，在深加工、食用方面極其不方便。
[0013] 核桃輸料機構多種多樣，但這些機構僅僅注重效率并不能精準的控制核桃的喂料 以及破殼過程，而且取仁分離機構并未與核桃破殼機構一同設計。比較出色的輸料機構可 以做到核桃喂料定量化以及核桃喂料效率的可控化。由于核桃外形的特殊性，無論是擊打 破殼、定間隙擠壓破殼、或剪切破殼核桃的各種姿態(tài)對破殼效果都有極大的影響，此外，對 核桃姿態(tài)進行精準定位才能夠提高破殼取整仁的效率，因此現(xiàn)在急需一種核桃破殼取仁分 離裝置。 【實用新型內(nèi)容】
[0014] 為了克服上述現(xiàn)有技術中的不足，本實用新型提供了一種由喂料斗篩選進料的， 通過多根撞擊桿撞擊核桃而使核桃快速破殼的，取整仁率高的核桃破殼取仁分離裝置。
[0015] 為了達成上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0016] 核桃破殼取仁分離裝置，包括設于機架的至少一個核桃固定機構和至少兩根撞擊 桿，核桃破殼模具開有核桃定位孔，核桃破殼模具的側(cè)壁開有至少兩個與核桃定位孔相通 的開孔，多根撞擊桿在移動機構的帶動下穿過與每根撞擊桿對應的開孔撞擊設置于核桃定 位孔內(nèi)的核桃，還包括設置于核桃定位孔兩側(cè)分別用于覆蓋核桃定位孔的定位定量送料滑 塊，在核桃定位孔一側(cè)定位定量送料滑塊的下方設有收集裝置，收集裝置與鼓風機連接，收 集裝置呈尺寸逐漸縮小的錐形。
[0017] 在機架上核桃破殼模具的上方設置有喂料斗，喂料斗設于核桃定位孔上方定位定 量送料滑塊的上方，作為優(yōu)選，所述喂料斗的底部設有多個出料孔，出料孔的形狀與核桃最 大橫截面的形狀相同。
[0018] 核桃放置于核桃喂料斗內(nèi)，經(jīng)過核桃出料孔后穿過定位定量送料滑塊上的通孔后 進入核桃定位孔后，由定位定量送料滑塊進行封閉定位孔或者定位槽，撞擊桿穿過核桃破 殼模具側(cè)壁的開孔，同時向核桃定位槽或者核桃定位孔內(nèi)的核桃進行撞擊;此外，核桃固定 機構水平設置時，在核桃定位孔入口側(cè)定位定量送料滑塊的上方還可以設置設有定位輸送 機構，定位輸送機構內(nèi)通道的形狀與核桃最大橫截面的形狀相同。
[0019] 作為優(yōu)選，核桃定位孔的形狀與核桃最大橫截面的形狀相同，所述定位定量送料 滑塊與驅(qū)動機構連接，在所述定位定量送料滑塊上開有若干個通孔，定位定量送料滑塊在 驅(qū)動機構帶動下移動到設定位置時通孔與核桃定位孔相通。
[0020] 作為優(yōu)選，所述驅(qū)動機構為定位定量送料滑塊電磁換向閥，移動機構為由破殼氣 缸電磁換向閥控制的破殼氣缸，破殼氣缸電磁換向閥分別與破殼氣缸和定位定量送料滑塊 電磁換向閥單獨連接。
[0021] 進一步地，所述收集裝置遠離鼓風機的一側(cè)設有內(nèi)壁裝有螺旋擋板的螺旋滾筒。
[0022] 作為優(yōu)選，所述撞擊桿用于撞擊核桃的端部設有沖擊錘，為了實現(xiàn)取整仁的功能， 沖擊錘行程大于核桃仁的直徑小于核桃殼直徑。
[0023] 作為優(yōu)選，所述沖擊錘一側(cè)設有與撞擊桿連接的螺紋孔，另一側(cè)表面為弧形凹面 或者V型面。
[0024] 作為優(yōu)選，所述沖擊錘弧形凹面或者V型面設有多個凸塊，凸塊的設置能分散沖擊 錘與核桃的接觸面積，增大沖擊力。
[0025] 作為優(yōu)選，當撞擊桿數(shù)量為2時，兩根撞擊桿在一條直線上相向設置，當撞擊桿數(shù) 量大于等于3時，撞擊桿對稱設置。
[0026] 作為優(yōu)選，所述核桃破殼模具的底部設有底板，底板水平固定于機架，同時，所述 的定位定量送料滑塊平行于底板固定于機架。
[0027] 作為優(yōu)選，在所述核桃固定機構的上方設有核桃喂料斗，所述喂料斗內(nèi)設置有攪 拌軸，攪拌軸上設有多排用于撥動核桃的撥齒。
[0028] 作為優(yōu)選，所述破殼氣缸的缸徑為15mm~35mm，最大行程為40mm~80mm。
[0029] 所述的核桃破殼裝置的使用方法，具體步驟如下：
[0030] 1)通過喂料斗向核桃定位孔內(nèi)安放核桃；
[0031 ] 2)驅(qū)動機構帶動定位定量送料滑塊移動覆蓋核桃定位孔的兩側(cè)；
[0032] 3)移動機構帶動多根撞擊桿共同運動，撞擊桿各自穿過開孔同時撞擊核桃定位孔 內(nèi)的核桃；
[0033] 4)驅(qū)動機構帶動定位定量送料滑塊移動核桃定位孔與通孔相通，核桃仁及核桃殼 落入收集裝置；
[0034] 5)風機啟動，將核桃仁與核桃殼一同吹入螺旋滾筒內(nèi)，因重力不同，二者落在螺旋 滾筒內(nèi)的位置不同，螺旋滾筒旋轉(zhuǎn)，帶動核桃殼與核桃仁從螺旋滾筒兩端分別流出。
[0035] 本實用新型的工作原理是：首先將經(jīng)過大小分級的核桃倒入喂料斗內(nèi)。攪拌裝置 做勻速轉(zhuǎn)動，撥齒對喂料斗內(nèi)核桃進行不停的攪拌。在攪拌中核桃自由翻滾，只有姿態(tài)符合 定位輸送機構通道形狀的核桃才能從喂料斗中下落進入定位輸送機構，再進入核桃定位孔 上方的定位定量送料滑塊，實現(xiàn)定位輸送功能。（若核桃進入定位輸送機構的速率大于核桃 處理的速率，則核桃會被儲存在定位輸送機構的通道里。）定位輸送機構下方安裝有定位定 量送料滑塊，定位定量送料滑塊由氣缸帶動做定周期往復運動。在運動的初始位置，定位輸 送機構內(nèi)儲存的核桃分別落入核桃定位孔中，由于核桃定位孔下方的定位定量送料滑塊上 的導向通孔與核桃定位孔的交錯分布，此時核桃被下方定位定量送料滑塊上導向通孔之間 的實體部分擋住無法下落。隨后破殼氣缸拉動定位定量送料滑塊在導向槽上運動至距離最 大處，此時核桃定位孔與定位定量送料滑塊上導向通孔分布在同一軸線上，核桃落出。隨后 定位定量送料滑塊返回初始位置等待下一批核桃，至此完成一個喂料周期。（特別地，只有 定位定量送料滑塊歸位至運動初始位置時即通孔與定位輸送機構內(nèi)通道分布在同一軸線 時，定位輸送機構內(nèi)核桃才可以下落。）在核桃從進入定位輸送機構到核桃掉出定位輸送機 構期間，核桃始終在定位輸送機構的通道內(nèi)停留，因此可以保持核桃喂料過程中的姿態(tài)固 定即在核桃喂料過程中實現(xiàn)了核桃的定位。
[0036]鼓風機與螺旋滾筒分別安裝在錐形物料收集槽出料口的兩側(cè)，錐形物料收集槽進 料口連接破殼取整仁裝置，螺旋滾筒內(nèi)壁有螺旋狀擋板，兩端有兩個軸承，由電機帶動做勻 速轉(zhuǎn)動。經(jīng)上一級破殼裝置破殼后的殼仁混合物在定向風的帶動下進入螺旋滾筒左端，由 于核桃殼以及內(nèi)部隔膜質(zhì)地較輕，下落過程中向右移動距離較遠，而核桃仁較重，移動距離 小，兩者落至底部后又會被旋轉(zhuǎn)的滾筒再次帶起做斜上拋運動，下落過程類似。殼仁混合物 被多次拋起后核桃仁被匯集到滾筒左端集料口，核桃殼及內(nèi)部隔膜自滾筒右端排出。其中 定向風風速控制在X螺旋滾筒轉(zhuǎn)速為Y。
[0037] 本實用新型的有益效果是：
[0038] (1)本實用新型采用了攪拌裝置進行送料，結構精巧，效率高且故障率極低。
[0039] (2)本實用新型的喂料斗出料孔形狀、定位輸送機構內(nèi)的通孔采用核桃定位截面 形狀，使核桃在一系列的下落過程中均可保證定位的結果穩(wěn)定不變，核桃姿態(tài)精確可控，這 是其它輸料裝置所不具有的，有效保證核桃撞擊的準確度。
[0040] (3)本實用新型通過定位定量送料滑塊的定周期往復運動實現(xiàn)核桃的快速穩(wěn)定喂 料，充分利用了機器處理核桃的效率，實現(xiàn)了核桃喂料的自動化、可控化，減少了人工成本， 提高了加工效率。
[0041] (4)通過對定位定量送料滑塊的運動周期調(diào)整，可實現(xiàn)一定范圍內(nèi)核桃喂料的速 率靈活可調(diào)。
[0042] (5)本實用新型通過定位輸送機構與定位定量送料滑塊的配合，實現(xiàn)核桃未進入 核桃定位孔內(nèi)時，在定位輸送機構內(nèi)通道進行儲存，有效保證核桃定位孔內(nèi)的撞擊工作。 [0043] (6)通過撞擊桿與沖擊錘配合設置，有效保證了撞擊所得的整仁。
【附圖說明】
[0044] 圖1實施例1中的軸測圖
[0045] 圖2部分裝置的剖視圖 [0046]圖3攪拌裝置軸測圖
[0047]圖4(a)定位輸送機構的立體圖
[0048] 圖4(b)定位輸送機構側(cè)面剖視圖
[0049] 圖5定位輸送機構俯剖視圖
[0050] 圖6定位定量滑塊俯視圖
[0051 ]圖7定位定量滑塊軸測局部剖視圖 [0052]圖8定位定量送料滑塊剖視圖 [0053]圖9對撞式破殼機構示意圖 [0054]圖10對撞式破殼機構側(cè)視圖 [0055]圖11破殼氣缸剖視圖 [0056]圖12(a)勺形沖擊錘側(cè)視圖 [0057]圖12(b)勺形沖擊錘剖視圖 [0058]圖13核桃破殼模具軸測圖 [0059]圖14(a)核桃破殼模具俯視圖 [0060]圖14(b)核桃破殼模具側(cè)視圖 [0061 ]圖15核桃破殼模具剖視圖 [0062]圖16帶孔擋板俯視圖 [0063]圖17螺旋滾筒剖視圖
[0064] 圖18勺形沖擊錘立體圖
[0065] 圖19勺形沖擊錘剖視圖 [0066]圖20核桃破殼示意圖 [0067]圖21氣缸沖擊加載 [0068]圖22 V形沖擊錘誤差分析 [0069]圖23破殼氣缸行程不意圖；
[0070]其中，卜喂料斗，2-鏈條，3-壓縮空氣輸送管，4-破殼氣缸，5-收集槽，6-鼓風機，7-電動機，8-皮帶，9-動力軸，10-動力軸軸承，11-動力軸軸承螺母，12-錐齒輪，13-螺旋滾筒 主軸軸承，14-螺旋滾筒主軸軸承螺母，15-螺旋滾筒主軸，16-鼓風機固定板，17-螺旋滾筒， 18-氣缸固定底座，19-帶孔擋板換向氣缸，20-氣缸固定夾，21-氣壓控制箱，22-壓縮空氣輸 送主管，23-壓縮空氣機，24-電磁換向閥，25-定位定量送料滑塊換向氣缸，26-攪拌軸軸承 螺母，27-攪拌軸，28-攪拌軸軸承，29-定位定量送料滑塊，30-氣缸固定螺母，31-核桃破殼 模具，32-定位輸送機構，33-撥齒，35-螺旋擋板，37-導向通孔，38-定位定量送料滑塊導向 邊，39-螺紋孔，40-勺形沖擊錘，41-核桃定位模具支架，42-定位定量送料滑塊，43-齒爪式 攪拌裝置主軸鍵，44-齒爪式攪拌裝置主軸軸承座，45-齒爪式攪拌裝置主軸軸承蓋，46-定 位定量送料滑塊導向槽，47-機架，48-鍵槽，49-定位輸送機構螺紋孔，50-定位輸送機構固 定螺母，51-核桃定位模具支架固定螺母，52-勺形沖擊錘螺紋孔，53-氣缸后導氣孔，54-氣 缸前導氣孔，55-勺形沖擊錘防松螺母，56-撞擊桿，57-凹面，58-勺形沖擊錘弧形凹面中心， 59-開孔，60-核桃定位孔，61-氣缸伸縮導向軌道，62-帶孔擋板換向氣缸注氣孔，63-通孔， 64-核桃破殼模具固定螺母，65-核桃破殼模具固定螺紋孔。
【具體實施方式】
[0071] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整的描述。
[0072] 如圖1圖2所示，核桃破殼取仁分離裝置，包括設于機架的至少一個核桃固定機構 和至少兩根撞擊桿56，核桃固定機構的上方設有核桃喂料斗1，核桃破殼模具開有核桃定位 孔60,在核桃定位孔60的兩側(cè)各設有用于覆蓋核桃定位孔的定位定量送料滑塊，核桃破殼 模具的側(cè)壁開有至少兩個與核桃定位孔60相通的開孔59,多根撞擊桿56在移動機構的帶動 下穿過與每根撞擊桿56對應的開孔撞擊設置于核桃定位孔60內(nèi)的核桃，在核桃定位孔60- 側(cè)定位定量送料滑塊的下方設有收集裝置，收集裝置為收集槽5，與鼓風機6連接，收集裝置 呈尺寸逐漸縮小的錐形，所述收集裝置遠離鼓風機6的一側(cè)設有內(nèi)壁裝有螺旋擋板35的螺 旋滾筒，螺旋滾筒的螺旋滾筒主軸15的兩端通過螺旋滾筒主軸軸承13以及螺旋滾筒主軸軸 承螺母14固定在機架上，螺旋滾筒主軸15通過錐齒輪12與動力軸9連接，動力軸9通過動力 軸軸承10固定在機架上，動力軸9通過皮帶輪以及皮帶8與攪拌軸連接。
[0073] 喂料斗1對核桃起到導向喂料作用，喂料斗1底部設有多個出料孔，定位輸送機構3 對應安裝在喂料斗1每個出料孔的下方，如圖3所示，所述喂料斗1下方沿中心線位置開有 六個核桃截面形狀或者圓形的出料孔，如圖4(a)和圖4(b)所示，所述定位輸送機構32通過 定位輸送機構螺母50對應安裝在喂料斗1底部每個出料孔的下方，定位輸送機構32內(nèi)部設 有與喂料斗1出料口同樣形狀的通道，定位定量送料滑塊29設置在定位輸送機構32下方，在 其運動的初始位置，對應每個定位輸送機構32開孔位置挖有一個核桃截面形狀的槽，定位 定量送料滑塊29兩側(cè)各有一個定位定量送料滑塊導向邊38。在核桃破殼模具兩側(cè)各有一條 滑動擋板導槽46,與定位定量送料滑塊29兩側(cè)的定位定量送料滑塊導向邊38契合，引導定 位定量送料滑塊29運動，如圖5~8所示。
[0074]如圖3所示，所述齒爪式攪拌裝置，攪拌軸27的兩側(cè)連接在喂料斗1兩側(cè)的軸承上， 軸承安裝在攪拌裝置軸承座上，攪拌軸27上有軸肩防止主軸做軸向移動，一側(cè)有鍵槽48,由 皮帶輪帶動齒爪式攪拌裝置做勻速轉(zhuǎn)動，齒爪式攪拌裝置在中心軸焊接有一組三個共十一 組撥齒33,每組三個撥齒33相鄰撥齒33的夾角為120°。
[0075]如圖9~15所不，本實施例中米用向?qū)ο蛟O置的兩個撞擊桿，撞擊桿由破殼氣缸4 帶動，破殼氣缸4的撞擊桿56前端通過勺形沖擊錘螺紋孔52固定有勺形沖擊錘40,兩個對向 破殼氣缸4中軸線上設有核桃破殼模具，核桃破殼模具內(nèi)設有核桃定位孔60。核桃破殼模具 的底板表面設有滑動軌道，滑動軌道兩側(cè)各設有一個定位定量送料滑塊導向槽46,對定位 定量送料滑塊29起到導向作用；核桃破殼模具上設有核桃破殼模具固定螺紋孔65,核桃破 殼模具固定螺母64將核桃破殼模具固定于機架上。通過氣缸固定螺母30、氣缸固定架螺母 和氣缸固定架20固定破殼氣缸4于機架上，氣缸動力與壓縮空氣機23連接，電磁換向閥24上 設有兩個注氣孔，以此來控制破殼氣缸4上撞擊桿的伸縮以及定位定量送料滑塊換向氣缸 25與定位定量送料滑塊29、42的同步。壓縮空氣機23供給破殼氣缸4動力，壓縮空氣機23與 氣壓控制箱21連接，高壓氣體由后氣缸導氣孔53進入使破殼氣缸4運動，同時帶動定位定量 送料滑塊29運動，定位定量送料滑塊29水平運動，核桃進入破殼模具的核桃定位孔60中，核 桃定位模具31上下兩側(cè)的定位定量送料滑塊29、42伸出，通孔63與核桃位置交錯，核桃不能 落下；待核桃進行破殼之后，前氣缸導氣孔54注入氣體，撞擊桿收縮，定位定量送料滑塊29 收回，定位定量送料滑塊42的通孔63正對核桃定位孔60，破裂的核桃仁以及核桃殼下落，進 行下一步的殼仁分離，核桃破殼模具上方的定位定量送料滑塊為29，下方的定位定量送料 滑塊為42。
[0076]定位定量送料滑塊換向氣缸25通過螺紋孔39實現(xiàn)與定位定量送料滑塊29、42的連 接，進而帶動定位定量送料滑塊29定周期往復運動。導向通孔37可確保核桃在下落過程中 不發(fā)生自身側(cè)向旋轉(zhuǎn)，便與實現(xiàn)下一步的定位破殼。
[0077] 定位輸送機構螺母50通過均勾分布在定位輸送機構32上下兩圓周面的定位輸送 機構螺紋孔49分別將定位輸送機構32與喂料斗1和核桃破殼模具固定。
[0078] 如圖17所示，螺旋滾筒17內(nèi)壁焊接有螺旋擋板35,兩端有兩個螺旋滾筒主軸軸承 13,電動機7帶動輸出的動力通過皮帶8帶動動力軸9做勻速轉(zhuǎn)動，動力軸9右端錐齒輪12帶 動螺旋滾筒主軸15轉(zhuǎn)動。螺旋滾筒主軸15上焊接有兩個支撐桿，帶動筒壁旋轉(zhuǎn)。
[0079] 如圖18和19所示，為了便于在沖擊時夾持核桃，勺形沖擊錘40另一側(cè)表面為以勺 形沖擊錘弧形凹面58中心對稱的弧形凹面57或者V型面，沖擊錘弧形凹面57或者V型面設有 凸塊，多個凸塊，凸塊的設置能分散沖擊錘與核桃的接觸面積，增大沖擊力。
[0080] 假設氣缸行程為A m。兩對向氣缸伸出后勺形沖擊錘最短距離為B m。勺形沖擊錘 弧形凹面弧度R m。定位孔大徑D m，小徑d m。擋板出料口直徑H m。氣缸伸縮導向孔直徑K m〇
[0081] 所涉及到的理論計算：
[0082] 在脆性材料的斷裂理論研究中，一般假定材料是各向同性、連續(xù)性和均質(zhì)性的，同 樣認為核桃殼符合這樣的假定。在沖擊問題中，受沖物件的應力狀態(tài)異常復雜，沖擊持續(xù)時 間非常短促，接觸力隨時間變化難以準確分析，故需用能量法來解決這類問題。氣缸帶動擊 打塊對核桃進行雙向撞擊，則核桃在動態(tài)荷載下，損傷破碎是以微裂紋的擴展、傳播為特 征，同時引起新的裂紋，最終破殼，如圖20所示。在這里有文獻定義為裂紋所吸收的能量，也 有文獻定義為產(chǎn)生裂紋直至斷裂所消耗的能量，這里不再加以區(qū)分。
[0083] 1.接觸應力分析
[0084]沖擊碰撞接觸過程中，導致的"擠壓張拉"的接觸效應形成損傷致破裂，故接觸應 力σ是核桃殼破碎計算中一個重要的參數(shù)，由于核桃殼近似球形，在這里引入另外一個重要 的參數(shù)平均應力u，
(1)
[0086] a-接觸半徑(沖擊塊和核桃殼實際接觸的邊緣距離沖擊塊中心軸線的距離）； [0087]經(jīng)研究，殼體在集中力作用下會先在集中點產(chǎn)生裂紋，若集中力過少，則會導致局 部破裂，因此采用雙向?qū)ψ彩?，并且設計V形沖擊錘，充分利用V形沖擊錘對核桃起到自動對 中的功能，使核桃在被撞擊過程中對向受力始終相對軸心在同一條直線上，達到受力均勻 的目的。氣缸擊打核桃接觸過程由圖21示意。
[0088]由牛頓定律，力與位移之間的微分關系mvdv = 〇dd (2)
[0089]式（2)中，
[0090] m-為活塞桿及打擊塊的質(zhì)量；
[0091] v-為打擊塊的速度；
[0092] d-為沖擊深度；
[0093]經(jīng)測量，由定位機構得到的核桃打擊面的橫徑b = 25.4~29.4mm，核桃平均殼厚δ 為1.15mm，為了使核桃完整破殼而不傷害核桃仁，調(diào)整氣缸打擊塊的壓入深度不超過0.5δ， 艮Pd彡0.575。
[0094]依據(jù)Hill等人的布什硬度實驗得到的沖擊非線性模型，沖擊深度d，最初核桃表面 到接觸區(qū)域邊緣到接觸區(qū)域底部的位移，高度h是接觸區(qū)域邊緣到接觸區(qū)域底部的位移，主 要結果與梅爾定律相吻合，
[0096]式（3)中：
[0097] Η -為梅爾硬度；
[0098] Κ 一核桃殼的材料常數(shù)；
[0099] D-凹陷表面直徑；
[01 00]由圖中幾何關系近似推導得：
[0102] 由于核桃殼是脆性材料，故在產(chǎn)生裂紋破碎之前，核桃殼的形變均假定為只有彈 性形變，而在彈塑性變形情況下，沖頭的沖擊深度d與接觸深度h是由兩部分組成的
[0103] d = de+dp (5)
[0104] h = he+hp (6)
[0105] de、he-彈性深度與高度
[0106] dP、hP-殘余深度與高度
[0107] 殘余高度與殘余深度的比值定義為
[0108] 彈性位移僅與應變強化指數(shù)m有關，且與平均應力u、接觸半徑a成比例即
[0111] 聯(lián)立式(1)、式(4)、式(6)和式(8)可以得到
[0113] 2.破裂能量分析
[0114]沖擊造成核桃殼破碎的能量，由式(2)積分得 a χ·
[0115] I σ?(? 、11 ) 0
[0116] dmax-動載荷下的最大深度
[0117] 結合式(2)，在理論狀態(tài)下，即沖頭和核桃均有形變情況下（沖頭參數(shù)用下標2,核 桃的參數(shù)用下標1表示），帶入接觸半徑a，深度d，高度h，在沖擊深度方向?qū)積分結果為
[0119]因為核桃殼是脆性材料，塑性變形可以忽略，故式(12)只剩下第一項：
[0121] R-擊打塊前的凸點半徑(或接觸點凹陷半徑）；
[0122] 經(jīng)研究外殼的平均形變量為1.063mm
[0123] 3.定位誤差分析
[0124] 對于核桃破殼V形沖擊錘設計，充分利用V形塊對外圓表面有自定位作用原理，在 沖擊錘對核桃進行破殼的過程中V形沖擊錘對核桃起到自動對中的功能。關于V形塊定位誤 差理論分析如下：
[0125] 如圖22所示，外圓近似核桃表面，核桃直徑d，V形塊角度α取90°，V形塊類比V形沖 擊錘，
[0126] 分析圖22可以寫出0點至A點距離為
[0128] 式中d-核桃外圓直徑
[0129] α-V形沖擊錘兩斜面夾角
[0130] 對式（14)求全微分，得
[0132]用微小增量代替微分，并將尺寸誤差視為微小增量，且考慮到尺寸誤差可正可負， 各項誤差取絕對值，得到工序尺寸Η的定位誤差為
[0134] 式中Td、Tf分別為核桃外圓直徑公差和V形塊的角度公差。
[0135] 忽略V形塊的角度公差，
[0136] 4.選取氣缸及空壓機
[0137] 打擊塊減少的能量即動能Ek由動能定理
[0139] P-沖擊物的重量(N);
[0140] v一打擊速度(m/s);
[0141] F-氣缸的工作推力(N);
[0142] L-氣缸的工作行程(m);
[0143] 氣缸的工作行程如圖23所示，根據(jù)實際工作需求，選取小型氣缸QGX系列，在標準 中最大行程L在40~250mm，根據(jù)實際需要選擇L = 50mm，貝lj.
[0144] 取工作壓力p = 0 · 5MPa，氣缸工作推力F及初選工作壓力p來選取缸徑D:
[0145] D - ^4(^Ε)Τπρη (lg)
[0146] Fi-活塞桿上的推力(N);
[0147] Ft一復位力(N);
[0148] η-載荷率，取 0.8;
[0149] 故氣缸缸徑D 2 ^4( f:] + F,)! πρη = ^4/Γ / πρη ? 20m/??，查缸徑標準參數(shù)取稍大或 接近的標準缸徑值，所以取D = 25mm。氣缸標準中與缸徑D = 25mm相對應的最大行程容許上 述L = 50mm〇
[0150] 破殼機效率為125kg/h，經(jīng)計算，氣缸往返次數(shù)約為3次/s，完成一次動作時間為t = 0.33s〇
[0151] 得到氣缸的參數(shù)以后再來選取空壓機的型號，首先一個氣缸的耗氣量
[0152] Q = jrX(D2-d2)LX2/4t (19)
[0153] 其中d為活塞桿的直徑，通常d = 0.3D。
[0159] 空壓機的供氣量：α = (1 _2~1 _5)fx) + a 卜（1 _2 ~1.5)(1 ·卜 1 7=1 7=1
[0160] Qo-用氣設備包括裝配管路的泄氣量，正常安裝情況下Qo=(0.1~0.2)QZ
[0161] m一用氣設備的臺數(shù)，（這里m=l)
[0162] 根據(jù)空壓機的供氣量Qg以及實際工作條件選取合適空壓機，由試驗調(diào)整參數(shù)，便 得到核桃破殼生產(chǎn)率為125kg/h的對撞式氣動核桃剝殼機構。
[0163] 本實用新型的工作過程如下：
[0164] 結合圖1至圖19可知，首先將經(jīng)過大小分級的核桃倒入喂料斗1內(nèi)。齒爪式攪拌裝 置做勻速轉(zhuǎn)動，撥齒33對喂料斗1內(nèi)核桃進行不停的攪拌。在攪拌中核桃自由翻滾，只有姿 態(tài)符合核桃定位結構即定位定量送料滑塊截面形狀的核桃才能從喂料斗1中下落進入定位 輸送機構，再進入核桃定位孔60上方的定位定量送料滑塊29，實現(xiàn)定位輸送功能。（若核桃 進入定位輸送機構的速率大于核桃處理的速率，則核桃會被儲存在定位輸送機構的通道 里。）定位輸送機構下方安裝有定位定量送料滑塊29，定位定量送料滑塊29由氣缸帶動做定 周期往復運動。在運動的初始位置，定位輸送機構內(nèi)儲存的核桃穿過定位定量送料滑塊29 上的導向通孔37以及定位輸送機構后分別落入核桃定位孔60中，由于核桃定位孔60下方的 定位定量送料滑塊42上的導向通孔與核桃定位孔60的交錯分布，此時核桃被下方定位定量 送料滑塊42上導向通孔之間的實體部分擋住無法下落。隨后破殼氣缸4拉動定位定量送料 滑塊29在運動至距離最大處，此時核桃定位孔60與定位定量送料滑塊42上導向通孔分布在 同一軸線上，核桃落出。隨后定位定量送料滑塊29、42返回初始位置等待下一批核桃，至此 完成一個喂料周期。（特別地，只有定位定量送料滑塊29、42歸位至運動初始位置時即導向 通孔與定位輸送機構內(nèi)通道分布在同一軸線時，定位輸送機構內(nèi)核桃才可以下落。）在核桃 從進入定位輸送機構到核桃掉出定位輸送機構期間，核桃始終在定位輸送機構的通道內(nèi)停 留，因此可以保持核桃喂料過程中的姿態(tài)固定即在核桃喂料過程中實現(xiàn)了核桃的定位。
[0165] 鼓風機6與螺旋滾筒17分別安裝在錐形物料收集槽5出料口的兩側(cè)，錐形物料收集 槽5進料口設在核桃破殼模具下方的定位定量送料滑塊地下方，螺旋滾筒17內(nèi)壁有螺旋擋 板35，攪拌軸27兩端有兩個軸承，由電動機帶動做勻速轉(zhuǎn)動。經(jīng)上一級破殼裝置破殼后的殼 仁混合物在定向風的帶動下進入螺旋滾筒17左端，由于核桃殼以及內(nèi)部隔膜質(zhì)地較輕，下 落過程中向右移動距離較遠，而核桃仁較重，移動距離小，兩者落至底部后又會被旋轉(zhuǎn)的滾 筒再次帶起做斜上拋運動，下落過程類似。殼仁混合物被多次拋起后核桃仁被匯集到螺旋 滾筒17左端集料口，核桃殼及內(nèi)部隔膜由于質(zhì)量輕，在鼓風機6的吹動下自螺旋滾筒17右端 排出。其中定向風風速控制在X，螺旋滾筒轉(zhuǎn)速為Y。
[0166] 實施例2
[0167] 本實施例與實施例1的區(qū)別是：
[0168] 在核桃定位模具的下方設置帶孔的擋板，如圖16所示，在起始位置，擋板的通孔13 與核桃定位孔的位置交錯設置，用于阻擋核桃的下落，同樣地，擋板通過帶孔擋板換向氣缸 19帶動運動，帶孔擋板換向氣缸19設有帶孔擋板換向氣缸注氣孔62。
[0169] 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，包括設于機架的至少一個核桃固定機構和至 少兩根撞擊桿，核桃破殼模具開有核桃定位孔，核桃破殼模具的側(cè)壁開有至少兩個與核桃 定位孔相通的開孔，多根撞擊桿在移動機構的帶動下穿過與每根撞擊桿對應的開孔撞擊設 置于核桃定位孔內(nèi)的核桃，還包括設置于核桃定位孔兩側(cè)分別用于覆蓋核桃定位孔的定位 定量送料滑塊，在核桃定位孔一側(cè)定位定量送料滑塊的下方設有收集裝置，收集裝置與鼓 風機連接。2. 如權利要求1所述的核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，所述定位定量送料滑塊與 驅(qū)動機構連接，在所述定位定量送料滑塊上開有若干個通孔，核桃固定機構水平設置時，定 位定量送料滑塊通孔的形狀與核桃最大橫截面的形狀相同，定位定量送料滑塊在驅(qū)動機構 帶動下移動到設定位置時通孔與核桃定位孔相通。3. 如權利要求2所述的核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，所述驅(qū)動機構為定位定量 送料滑塊電磁換向閥，移動機構為由破殼氣缸電磁換向閥控制的破殼氣缸，破殼氣缸電磁 換向閥分別與破殼氣缸和定位定量送料滑塊電磁換向閥單獨連接。4. 如權利要求1所述的核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，所述撞擊桿用于撞擊核桃 的端部設有沖擊錘，沖擊錘的行程大于核桃仁的直徑小于核桃殼直徑。5. 如權利要求4所述的核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，所述沖擊錘一側(cè)設有與撞 擊桿連接的螺紋孔，另一側(cè)表面為弧形凹面或者V型面，在所述沖擊錘弧形凹面或者V型面 設有多個凸塊。6. 如權利要求1所述的核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，所述收集裝置遠離鼓風機 的一側(cè)設有內(nèi)壁裝有螺旋擋板的螺旋滾筒。7. 如權利要求1或2所述的核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，核桃固定機構水平設 置時，在喂料斗與核桃破殼模具上側(cè)定位定量送料滑塊之間設有定位輸送機構，定位輸送 機構內(nèi)通道的形狀與核桃最大橫截面的形狀相同。8. 如權利要求1所述的核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，所述核桃破殼模具的底部 設有底板，底板水平固定于機架，同時，所述的定位定量送料滑塊平行于底板固定于機架。9. 如權利要求3所述的核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，在所述核桃固定機構的上 方設有核桃喂料斗，所述喂料斗內(nèi)設置有攪拌軸，攪拌軸上設有多排用于撥動核桃的撥齒。10. 如權利要求3所述的核桃破殼取仁分離裝置，其特征在于，所述破殼氣缸的缸徑為 15mm~35mm，最大彳丁程為40mm~80mm。
【文檔編號】A23N5/00GK205682374SQ201620301126
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月12日 公開號201620301126.7, CN 201620301126, CN 205682374 U, CN 205682374U, CN-U-205682374, CN201620301126, CN201620301126.7, CN205682374 U, CN205682374U
【發(fā)明人】馬正誠, 邢旭東, 張曉陽, 許好男, 周亞博, 楊帆, 韓一鳴, 李長河
【申請人】青島理工大學