一种核桃自适应定向挤压破壳机

本发明涉及食品加工机械设备，特别是涉及一种核桃定向破壳的全自动设备，本发明也可用于巴旦木等其他坚果食品的破壳加工。

背景技术：

核桃是一种坚果类食品，核桃仁中含有人体必需的钙、磷、铁等多种微量元素和矿物质，以及胡萝卜素、核黄素等多种维生素，因此核桃具有极高的营养价值。核桃树对环境的适应能力较强，在我国云南、陕西、山西、四川、河北、甘肃、新疆、安徽等省（区）广泛种植。核桃破壳取仁是核桃加工中十分重要的一道工序，核桃外壳坚硬，同一品种核桃之间的外形尺寸、内部结构差异较大，若要做到破壳但不损伤核桃仁，较为困难。这就导致核桃破壳取仁问题一直没有得到很好的解决，对整个核桃产业的发展造成了负面影响。因此，需要研发一种适应性较强的核桃破壳设备。

关于核桃破壳取仁技术，已有相关人员进行了研究，中国专利201710378215.0公开了一种挤压距离可调的挤压式核桃破壳器，该发明是利用齿轮传动实现对挤压距离的控制，该发明可以在一定程度上减轻手工作业的劳动强度。该发明结构复杂，实用性不强且自动化程度不高。中国专利202010303028.8公开了一种核桃破壳取仁机，该发明利用同向旋转滚轮组的转动，对核桃进行筛选和破碎，破碎后的核桃壳和核桃仁通过破壳导流板将破壳后的核桃导入到一对同向旋转的同向旋转滚轮组，随后通过同向旋转滚轮组上的螺纹滚轮和橡胶滚轮转动将核桃壳和核桃仁进行分离，最后分离后的核桃壳和核桃仁落入到风选筒内进行再次分离。该设备的自动化程度有所提高，但是核桃进入破壳工作区域是无序的，且旋转辊是固定的，导致核桃的损伤率较高。中国专利202011027869.7公开了一种薄皮核桃破壳机的定向输送及破壳结构,该发明是利用倾斜设置于机架上的导槽和导槽下部安装的导轮实现核桃的定向输送,再由位于导轮前面的破壳轮实现核桃破壳。该发明可以实现核桃的定向输送，但是没有对核桃的姿态进行调整，对核桃的不同位置施加相同大小的破壳力，易造成核桃仁的机械损伤。

根据文献调研可知，由于核桃是植物的果实，其形状不规则且大小不一，破壳过程中的随机因素太多。上述专利技术主要是利用单动辊式、辊板式、板压式等机械装置对核桃挤压破壳，由于核桃形状、大小等随机因素的影响，固定的辊式、板式结构的破壳效果参差不齐，容易造成核桃仁的机械损伤。所以，核桃加工产业需要一种适应性较强的破壳设备来满足市场需求。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种核桃自适应定向挤压破壳机，旨在通过提前调整核桃姿态和自适应挤压破壳来提高破壳质量，并采用并行作业方式来提高加工效率。

本发明的目的是通过以下途径实现的：一种核桃自适应定向挤压破壳机，其特征在于：它包括送料装置，振动调姿装置，自适应挤压破壳装置，出料斗；

所述自适应破壳装置安装在机架上并位于振动调姿装置的前方，该装置设有压板机构、输送平带和滚轮排；压板机构包括核桃压板、摆臂、限位片和侧挡板，核桃压板与摆臂固定连接，摆臂与上支撑板铰接，核桃压板两侧装有限位片，核桃压板工作面与输送平带之间呈一定的夹角，三组压板机构与输送平带之间的距离逐次减小；核桃压板的工作表面分布有锯齿；在每一组压板机构的两侧装有拉伸弹簧，拉伸弹簧一端固定在压板机构的前方，另一端与机架固定，与机架固定处装有调节螺母；输送平带由电机通过减速机、传动轴和平带轮驱动，输送平带下方装有滚轮排；

所述送料装置安装在机架后端，该装置设有料斗和挖料盘，挖料盘由电机通过传动机构驱动，挖料盘的正下方安装有出料溜槽，出料溜槽的末端位于振动盘的上方；

所述振动调姿装置安装在机架上并位于送料装置的下方，该装置设有振动盘和直线振动器，振动盘本体一端延伸至前述出料溜槽的下方，一端延伸至输送平带的上方。

作为本专利的进一步限定，所述的一种核桃自适应定向挤压破壳机，其特征在于：振动盘料槽宽度比最大核桃纵向长度至少大2mm，振动盘与输送平带之间的距离为2-4mm，直线振动器与机架的连接处安装有减震块。

作为本专利的进一步限定，所述的一种核桃自适应定向挤压破壳机，其特征在于：第一组压板机构入口与输送平带之间的距离比最大核桃横向长度至少大2mm，核桃压板工作面与输送平带之间的夹角最大不超过5°，后面两组压板机构与输送平带之间的距离依次递减。

本发明的核桃自适应定向挤压破壳机，与现有技术相比有以下优点：

①本发明的自适应挤压破壳装置是利用核桃与输送平带之间的摩擦力大于核桃与锯齿压板之间的摩擦力，并在输送皮带的拖动作用下，核桃在破壳区域翻滚，使核桃压板绕支点作平面旋转运动，拉伸弹簧产生位移，对核桃施加一个线性变化的力，当核桃受到的外力达到自身所能承受的最大外力时，完成破壳，压板机构的回落被限位片限制，可以有效减少对核桃仁的损伤。施加的外力会随核桃尺寸大小的变化而变化，保证核桃破壳的适应性；

②本发明采用挖料盘送料方式，保证核桃输送的规律性、连续性；

③本发明采用振动调姿方式，利用直线振动器的激振效应，对核桃的姿态进行调整，保证进入破壳工作区域的核桃都保持同一姿态。

附图说明

下面结合图对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明的整体三维结构示意图；

图2为本发明中送料装置、振动摆正装置和自适应破壳装置的布置示意图；

图3为本发明中送料装置示意图；

图4为本发明中振动摆正装置示意图；

图5为本发明中压板结构示意图；

图6为本发明中核桃压板正视图；

图7为本发明中压挖料盘示意图；

图8为核桃尺寸示意图；

图中，机架1，电机2，减速机3，送料装置4，振动调姿装置5，自适应挤压破壳装置6，压板机构7，滚轮排8，拉伸弹簧9，输送平带10，张紧轮11，出料斗12，挖料盘13，下料溜槽14，振动盘15，直线振动器16，减震块17，安装底板18，摆臂19，压板20，侧挡板21，限位片22，上支撑板23，活节螺栓24，调节螺母25。

具体实施方式

如图1所示，本发明核桃自适应定向挤压破壳机，它包括机架（1），所述机架上分别安装有送料装置（4），振动调姿装置（5），自适应挤压破壳装置（6），出料斗（12）。

如图2所示，所述自适应破壳装置（6）安装在机架（1）上并位于振动调姿装置（5）的前方，该装置设有压板机构（7）和输送平带（10）；压板机构（7）包括摆臂（19）、核桃压板（20）、侧挡板（21）和限位片（22），压板（20）与摆臂（19）固定连接，摆臂（19）与上支撑板（23）铰接，压板（20）两侧装有侧挡板（21）和限位片（22），三组压板机构（7）与输送平带（10）之间的距离逐次减小，以满足不同大小核桃的破壳要求；在每一组压板机构（7）的两侧装有拉伸弹簧（9），拉伸弹簧（9）一端固定在压板机构（7）的前方，另一端通过活节螺栓（24）与机架（1）固定，与机架（1）固定处装有调节螺母（25），可以根据破壳效果调节拉伸弹簧（9）的预拉伸量；输送平带（10）由电机（2）通过减速机（3）、传动轴和平带轮驱动，下方装有聚氨酯滚轮排（8）；核桃进入破壳工作区域后，与压板机构（7）接触，发生翻滚，此时，压板机构（7）以与上支撑板（23）的铰接处为中心作平面旋转运动，与压板机构连接的拉伸弹簧（9）发生位移，施加给核桃的外力不断加大，当达到核桃外壳所能承受的最大外力时，核桃外壳碎裂，拉伸弹簧（9）恢复，限位片（22）限制压板机构（7）的运动，防止损伤核桃仁。

如图3所示，所述送料装置（4）位于机架（1）上方，包括至少一组挖料盘（13）和下料溜槽（14），挖料盘（13）由电机（2）通过传动机构驱动，挖料盘（13）上有两个凹槽，直径比最大核桃纵向长度至少大2mm，凹槽宽度比最大核桃纵向长度至少大2mm，保证有且仅有一颗核桃能进入凹槽中，挖料盘的正下方安装有出料溜槽（14），出料溜槽（14）的末端位于振动盘（15）的上方，挖料盘（13）周期转动，每旋转一周输送两颗核桃至振动盘中。

如图4所示，所述的振动调姿装置（5）由振动盘（15）、直线振动器（16）、减震块（17）和安装底板（18）组成，振动盘（15）料槽宽度比最大核桃纵向长度至少大2mm，振动盘（15）与输送平带（10）之间的距离为2-4mm，直线振动器（16）与机架（1）的连接处安装有减震块（17）。该装置是利用直线振动器（16）的激振效应，对核桃的姿态进行调整，保证进入破壳工序时核桃中缝线与核桃前进方向垂直。

本发明的工作流程如下：核桃从送料装置（4）上方倒入，在挖料盘（13）作用下周期性的被输送至下料溜槽（14）中，在重力的作用下落入振动盘（15）中，完成送料过程。在直线振动器（16）的激振作用下，核桃姿态得到调整，保证进入破壳工序之前，核桃的中缝线与核桃的前进方向垂直，完成姿态调整过程。核桃离开振动盘（15），经由输送平带（10）输送至破壳工位，核桃在输送平带（10）和压板机构（7）的共同作用下在破壳区域发生翻滚，翻滚过程中核桃受到由拉伸弹簧（9）提供的线性增加的外力，当核桃受到的压力达到本颗核桃所能承受的最大破壳力时，外壳破裂，核桃继续受到压板机构（7）的压力和输送皮带（10）的拖动力，直至核桃壳仁分离，由于压板机构（7）被限位片（22）限制移动，不会对核桃仁造成损伤，至此完成一个完整的破壳过程。破壳后的核桃经由输送平带（10）输送到出料斗（12）中，从机架（1）的前方溜出。

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。