本发明涉及一种核桃破壳装置及其应用方法，属于农产品加工技术领域。
背景技术：
我国核桃栽培面积大，产量高，具有极高的食用和药用价值。破壳效果的好坏直接关系到核桃仁的价值，而破壳性能的核心是破壳方法，破壳方法的工作机理和结构是否合理将直接影响到破壳的生产率、核桃的头仁率、制造成本及对核桃的适应能力等方面。采用传统的核桃破壳取仁方式，加工效率低、成本高，卫生无法保证。
传统的核桃破壳方式主要是人工砸核桃，或者是人工操作的单个核桃的挤压装置，这使得破壳劳动力投入量大、作业效率低、生产成本高，且满足不了当前核桃仁后续加工企业对核桃仁的需求量。随着加工的深入及市场的需求，农户逐渐意识到核桃破壳能带来更大的经济效益，因此开始使用各种破壳设备进行核桃破壳，相比销售核桃原果或采取人工破壳，取得了更好的收益。
机械破壳法设备简单，成本低，破壳效果可通过改进结构提升。但是多数核桃机械剥壳存在的主要问题是漏剥或破壳不完全、剥壳率低；部分核桃仁夹带在碎壳中难以取出，核桃仁损失率高、整仁率低；对不同形状尺寸核桃的适应性差。核桃破壳不完全，壳体上会存在很多裂纹或者只在某个部位外壳破碎，其壳体整体的强度就会大幅度下降，碎壳之间的结合力较小，因此，再对核桃进行脱壳处理就不能施力过大。
因此，发明一种破壳完全、核桃仁损失率低、对不同形状尺寸核桃的适应性好的新型核桃破壳装置对农产品加工技术领域具有积极意义。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对目前多数核桃机械剥壳存在漏剥或破壳不完全、剥壳率低、核桃仁损失率高、整仁率低、对不同形状尺寸核桃的适应性差的缺陷，提供了一种核桃破壳装置及其应用方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种核桃破壳装置，包括核桃进料口、装置壳体、动力砂轮和收集仓，其特征在于：核桃进料口下方装有可旋转托片，在核桃进料口底部左侧装有液氮干燥器，动力砂轮中心为发动机，动力砂轮的左侧为柔性剪切挤压带，传动发动机安装在柔性剪切挤压带的两端，在柔性剪切挤压带的左侧安装有强力弹簧，强力弹簧的尾部装有弹力调节器，由此构成核桃破壳装置。
一种核桃破壳装置的应用方法是：首先同时启动发动机和传动发动机，分别带动动力砂轮和柔性剪切挤压带进行同向不等速转动，接着从核桃进料口将待脱壳的核桃倒入脱壳装置，倒入的核桃先经可旋转托片水平托举，液氮干燥器开始工作，液氮干燥器通过向托举的核桃表面喷淋液氮进行瞬时冷冻干燥，通过控制冷冻时间使得核桃壳含水量低到使其具有最大弹性变形和塑性变形的差异，产生最大的脆性利于脱壳，冷冻完成后可旋转托片呈逆时针下滑，使得冷冻干燥后的核桃滑入动力砂轮和柔性剪切挤压带之间，核桃同时受到动力砂轮和柔性剪切挤压带的剪切挤压力，而强力弹簧给柔性剪切挤压带施加了一个指向由动力砂轮的弹力，因此柔性剪切挤压带和动力砂轮之间产生一定的楔形角度，核桃受到的剪切挤压力不断增大，剪切挤压力增大到大于裂纹继续扩大的临界力时，核桃壳会进一步破碎，随着核桃滚动，裂纹会均匀扩展到整个外壳，由于柔性剪切挤压带的剪切力大于动力砂轮，因而在接触柔性剪切挤压带一边的核桃碎壳首先开始脱去，随着核桃继续前进，接触柔性剪切挤压带一侧的核桃碎壳随着上工作带向前移动，与核桃仁逐渐脱离，柔性剪切挤压带开始与核桃仁接触，此时与动力砂轮接触的核桃碎壳开始相对动力砂轮向后运动，当核桃旋转过一定的角度后，核桃壳体就能破碎并脱去，掉入收集仓中，即可完成对核桃的脱壳处理。
所述的柔性剪切挤压带是聚氯乙烯材料制成。
所述的液氮干燥器工作时间以使得核桃壳含水量低到使其具有最大弹性变形和塑性变形的差异，产生最大的脆性的时间相同。
所述的弹力调节器可以调节强力弹簧的弹力大小来控制柔性剪切挤压带和动力砂轮之间的楔形角度，以此来适应不同形状尺寸的核桃。
所述的柔性剪切挤压带（5）和动力砂轮（3）的速度可以通过发动机（9）和传动发动机（6）的转速进行调节。
本发明的应用：首先同时启动发动机和传动发动机，分别带动动力砂轮和柔性剪切挤压带进行同向不等速转动，接着从核桃进料口将待脱壳的核桃倒入脱壳装置，倒入的核桃先经可旋转托片水平托举，液氮干燥器开始工作，液氮干燥器通过向托举的核桃表面喷淋液氮进行瞬时冷冻干燥，通过控制冷冻时间使得核桃壳含水量低到使其具有最大弹性变形和塑性变形的差异，产生最大的脆性利于脱壳，冷冻完成后可旋转托片呈逆时针下滑，使得冷冻干燥后的核桃滑入动力砂轮和柔性剪切挤压带之间，核桃同时受到动力砂轮和柔性剪切挤压带的剪切挤压力，而强力弹簧给柔性剪切挤压带施加了一个指向由动力砂轮的弹力，因此柔性剪切挤压带和动力砂轮之间产生一定的楔形角度，核桃受到的剪切挤压力不断增大，剪切挤压力增大到大于裂纹继续扩大的临界力时，核桃壳会进一步破碎，随着核桃滚动，裂纹会均匀扩展到整个外壳，由于柔性剪切挤压带的剪切力大于动力砂轮，因而在接触柔性剪切挤压带一边的核桃碎壳首先开始脱去，随着核桃继续前进，接触柔性剪切挤压带一侧的核桃碎壳随着上工作带向前移动，与核桃仁逐渐脱离，柔性剪切挤压带开始与核桃仁接触，此时与动力砂轮接触的核桃碎壳开始相对动力砂轮向后运动，当核桃旋转过一定的角度后，核桃壳体就能破碎并脱去，掉入收集仓中，即可完成对核桃的脱壳处理。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的脱壳装置通过控制冷冻时间使得核桃壳含水量低到使其具有最大弹性变形和塑性变形的差异，产生最大的脆性利于脱壳，极大提高了脱壳率，使得脱壳率达到98%以上；
（2）本发明脱壳所用的柔性剪切挤压带对核桃仁的磨损量低，使得整仁率达到90%以上，并且本发明装置中可以调节强力弹簧的弹力大小来控制柔性剪切挤压带和动力砂轮之间的楔形角度，以此来适应不同形状尺寸的核桃，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明“一种核桃破壳装置”的正面图。
其中，1、核桃进料口；2、装置壳体；3、动力砂轮；4、强力弹簧；5、柔性剪切挤压带；6、传动发动机；7、液氮干燥器；8、可旋转托片；9、发动机；10、弹力调节器；11、收集仓。
具体实施方式
一种核桃破壳装置，包括核桃进料口1、装置壳体2、动力砂轮3和收集仓11，其特征在于：核桃进料口1下方装有可旋转托片8，在核桃进料口1底部左侧装有液氮干燥器7，动力砂轮3中心为发动机9，动力砂轮3的左侧为柔性剪切挤压带5，传动发动机6安装在柔性剪切挤压带5的两端，在柔性剪切挤压带5的左侧安装有强力弹簧4，强力弹簧4的尾部装有弹力调节器10，由此构成核桃破壳装置。一种核桃破壳装置的应用方法是：首先同时启动发动机9和传动发动机6，分别带动动力砂轮3和柔性剪切挤压带5进行同向不等速转动，接着从核桃进料口1将待脱壳的核桃倒入脱壳装置，倒入的核桃先经可旋转托片8水平托举，液氮干燥器7开始工作，液氮干燥器7通过向托举的核桃表面喷淋液氮进行瞬时冷冻干燥，通过控制冷冻时间使得核桃壳含水量低到使其具有最大弹性变形和塑性变形的差异，产生最大的脆性利于脱壳，冷冻完成后可旋转托片8呈逆时针下滑，使得冷冻干燥后的核桃滑入动力砂轮3和柔性剪切挤压带5之间，核桃同时受到动力砂轮3和柔性剪切挤压带5的剪切挤压力，而强力弹簧给柔性剪切挤压带5施加了一个指向由动力砂轮3的弹力，因此柔性剪切挤压带5和动力砂轮3之间产生一定的楔形角度，核桃受到的剪切挤压力不断增大，剪切挤压力增大到大于裂纹继续扩大的临界力时，核桃壳会进一步破碎，随着核桃滚动，裂纹会均匀扩展到整个外壳，由于柔性剪切挤压带5的剪切力大于动力砂轮3，因而在接触柔性剪切挤压带5一边的核桃碎壳首先开始脱去，随着核桃继续前进，接触柔性剪切挤压带5一侧的核桃碎壳随着上工作带向前移动，与核桃仁逐渐脱离，柔性剪切挤压带5开始与核桃仁接触，此时与动力砂轮3接触的核桃碎壳开始相对动力砂轮3向后运动，当核桃旋转过一定的角度后，核桃壳体就能破碎并脱去，掉入收集仓11中，即可完成对核桃的脱壳处理。所述的柔性剪切挤压带5是聚氯乙烯材料制成。所述的液氮干燥器7工作时间以使得核桃壳含水量低到使其具有最大弹性变形和塑性变形的差异，产生最大的脆性的时间相同。所述的弹力调节器10可以调节强力弹簧4的弹力大小来控制柔性剪切挤压带5和动力砂轮3之间的楔形角度，以此来适应不同形状尺寸的核桃。所述的柔性剪切挤压带5和动力砂轮3的速度可以通过发动机9和传动发动机6的转速进行调节。