一种自动化的核桃壳仁混合物气流分选机

技术领域

本发明涉及一种农产品加工机械,具体是核桃机械破壳后产生的壳仁混合物，用气流方法将壳、仁以及分心木分开的设备，属于农业机械技术领域。

背景技术

中国是世界上核桃生产第一大国，拥有最大的种植面积和产量。核桃销售方式主要有坚果销售和精深加工产品销售两种，而核桃精深加工的产品更能满足市场的需求，带来更多的经济效益。在核桃精深加工过程中，核桃破壳取仁是核桃精深加工的基础，目前主要有人工破壳取仁和机器破壳分选两种。现有的人工破壳取仁存在劳动强度大，效率低，生产成本高，环境卫生差，无法满足规模化生产等问题。机械破壳后的核桃形成不同等级壳仁混合物，包括壳、仁、分心木和碎屑等。经过对核桃壳仁混合物的预处理，即对壳仁混合物进行分级，将大小相同的壳仁分级到一起，然后进行壳仁分离，对不同等级的壳仁混合物实现高效、精准的分离成了一个亟待解决的问题。

目前气流分离法主要应用于农业谷物类物料分选，对破壳后核桃壳仁混合物料气流分离的效果不佳。市场用于核桃壳仁混合物的分离装置主要存在以下缺点：1、现有的核桃壳仁混合物料的分离设备多为借鉴谷物类物料风选理论方法设计，设备使用效果差，主要体现在壳中含仁率，仁中含壳率较高。2、目前气流分离装置主要分为两种，分别是正压气流分离与负压气流分离，采用正压气流分离的设备主要缺点是设备结构单一，分离效率与结果较差，缺少除尘装置，使得工作空间的环境卫生差，采用负压气流分离的设备设备制造成本高，结构复杂，体积庞大，空间占用率高且自动化程度低。3、目前的核桃核桃壳仁混合物料分选设备在单一的通道内无法满足不同等级的壳仁混合物的分离，主要是不同等级的壳仁混合物对应不同的进料量与风量风速，不能实现对进料量、所需风量风速的精准控制，需要人工手动的调节进料口的大小与壳仁分离所需的风量风速。4、在实际的生产过程中发现不同等级的核桃壳仁物料的分选效果与分离腔的几何长度、分离室进料口与分离腔下端面进风口的相对位置有很大的关系，但是现有设备是刚性结构，无法实现调整，从而影响了分离的效果。

发明内容

本发明的目的在于针对核桃机械破壳后产生的不同等级的壳仁混合物，提供一种自动化的核桃壳仁混合物气流分选机，以解决上述背景技术中提出的问题，提高核桃壳仁混合物分选的效率与精度。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种自动化的核桃壳仁混合物气流分选机，振动给料机、自动限料调风装置、分心木沉降箱、旋风除尘器、核桃仁出料口自动调高装置、电路控制柜、核桃壳卸料箱、负压风机、变频器，振动给料机安装有减震弹簧与振动电机，所述振动电机由变频器控制振幅与频率从而控制核桃壳仁混合物的物料流量；所述自动限料调风装置由伺服电机驱动齿轮转动，所述齿轮啮齿条移动，所述齿条与限料调风板固定，所述限料调风板在导轨中移动；分心木出口安装有星型闭风器，除尘管道与负压风机连接，负压风机出风口与旋风除尘器连接；所述核桃仁出口的位置由自动调高装置控制， 所述核桃仁出料口自动调高装置固定在壳仁分离腔下端上；所述分离腔上端与核桃壳卸料箱连接，所述卸料箱核桃壳出口安装有闭风器，所述卸料箱内安装有挡料调风机构，所述卸料箱出风口端与负压风机相连。

作为本发明再进一步方案：所述振动电机与负压风机都安装了变频调速器，负压风机与三相异步电机连接，且所述振动电机、三相异步电机与控制柜电性连接，所述控制柜安装在机架上，所有机构都由支架固定，支架底端安装了可移动的脚轮，便于设备的运输与移动。

作为本发明再进一步方案：设备安装了除杂系统，包括除杂风机、分心木沉降箱、旋风除尘器。所述进风口上端安装有孔的溜板，溜板倾斜角度为50度左右，溜板均匀分布直径3mm左右的通风孔，除杂管道与分心木沉降箱连接，分心木沉降箱下端口安装有星型闭风器，除尘管道与负压风机连接，负压风机出风口与旋风分离器连接。

作为本发明再进一步方案：所述自动限料调风装置包括伺服电机、齿轮、齿条、导轨、限位杆、限位保护弹簧与限料调风板，伺服电机驱动齿轮精确转动，齿轮啮合齿条移动，齿条与可移动的限料调风板固定在一起，限料调风板在导轨中可以往复移动，完成限料调风作用，限位杆与限位保护弹簧保护伺服电机的运转与限制行程。

作为本发明再进一步方案：所述核桃仁出料口自动调高装置由伺服电机驱动端、齿轮、固定导轨、移动齿条与固定件组成。所述自动调高装置由伺服电机驱动驱动齿轮转动，齿轮啮合齿条通过固定件与核桃仁出口连接，所述核桃仁出口在导轨上可以往复移动。

与现有设备相比，本发明具有以下优点：（1）本发明首先通过振动给料机完成物料的输送，通过变频器控制振动电机的频率与振幅，从而控制不同等级的核桃壳仁混合物料的进料量，减少了人为操作的因素，为不同等级核桃壳仁混合物料的进料量保证了精准的体积分数。（2）本发明在物料进料口设计安装了自动限料调风装置，可以在单一的通道内针对不同等级的核桃壳仁物料完成限料调风作用。自动限料调风装置由伺服电机驱动齿轮精确转动，控制了物料在进料口的流量与风速，保证了不同等级的核桃壳仁混合物料可以均匀地进入分离腔内，从而提高了分离精度。（3）本发明在壳仁分离腔之前设计安装了除杂系统，包括分心木收集装置与碎末、粉尘的收集装置旋风分离器，使得分心木与粉尘杂质分开收集，整个过程处于负压状态，避免了设备在工作时粉尘的外场，保护了工作空间的环境卫生，同时分心木与粉尘杂质分开收集，使分心木能够有效地回收利用，减少现有设备后续提取分心木的工序。（4）本设备固定在可移动的机架上，可以实现灵活的移动。（5）本发明设计安装的核桃仁出料口自动调高装置优化了分离腔的几何长度，可以实时调整分离室进料口与分离腔下端面进风口的相对位置，保证分离腔可以完成不同等级核桃壳仁混合物料的分离，提高了了分离的精度，增加了设备功能，补充了现有设备刚性结构无法调整的缺点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的正视图。

图3是除杂系统示意图。

图4是自动限料调风装置结构示意图。

图5是核桃仁出料口自动调高装置结构示意图。

图6是控制电路原理示意图。

图中：1、振动给料机机架；2、减震弹簧；3、振动电机；4、振动给料机；5、自动限料调风装置；6、开孔溜板；7、除杂管道；8、分离腔上端；9、核桃壳卸料箱；10、挡料调风机构；11、负压风机；12、三相异步电动机；13、固定机架；14、脚轮；15、核桃仁出口；16、闭风器；17、控制柜；18、核桃仁出口；19、自动调高装置；20、壳仁分离腔下端；21、进风口；22、分心木沉降箱；23、分心木出口；24、星型闭风器；25、除尘管道；26、三相异步电机；27、负压风机；28、旋风除尘器；29、粉尘出口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-图6，本发明提供以下技术方案：一种自动化的可移动式核桃壳仁混合物气流分选机，包括振动给料机4、自动限料调风装置5、分心木沉降箱22、旋风除尘器28、核桃仁出料口自动调高装置19、电路控制柜17、核桃壳卸料箱9、负压风机11、27，振动给料机4安装有减震弹簧2与振动电机3，振动电机3由变频器控制振幅与频率从而控制核桃壳仁混合物的物料流量；自动限料调风装置5由伺服电机5-1驱动齿轮5-2转动，齿轮5-2啮合齿条5-3移动，齿条5-3与限料调风板5-7固定，限料调风板5-7在导轨5-4中移动；分心木沉降箱下端口23安装有星型闭风器24，除尘管道25与负压风机27连接，负压风机27出风口与旋风除尘器28连接；核桃仁出口18的位置由自动调高装置19控制，核桃仁出料口18自动调高装置19固定在壳仁分离腔下端20上；分离腔上端8与核桃壳卸料箱9连接，核桃壳出口15安装有闭风器16，卸料箱9内安装有挡料调风机构10，核桃壳卸料箱9出风口端与负压风机11相连。

振动电机3与负压风机11都安装了变频调速器，负压风机11、27与三相异步电机12、26连接，振动电机3、三相异步电机12、26与控制柜17电性连接，控制柜17安装在机架13上。所有机构都由支架13固定，支架底端安装了可移动的脚轮14。设备安装了除杂系统，包括除杂风机27、分心木沉降箱22、分心木沉降箱下端口23安装有星型闭风器24、旋风除尘器28。进风口21上端安装有孔的溜板6，溜板6倾斜角度为50度左右，溜板6均匀分布直径3mm左右的通风孔，除杂管道7与分心木沉降箱22连接，分心木出口23安装有星型闭风器24，除尘管道25与负压风机27连接，负压风机27出风口与旋风除尘器28连接。

自动限料调风装置5包括伺服电机5-1、齿轮5-2、齿条5-3、导轨5-4、限位杆5-5、限位保护弹簧5-6与限料调风板5-7，伺服电机5-1驱动齿轮5-2精确转动，齿轮5-2啮合齿条5-3移动，齿条5-3与可移动的限料调风板5-7固定在一起，限料调风板5-7在导轨5-4中可以往复移动，完成限料调风作用，限位杆5-5与限位保护弹簧5-6保护伺服电机的运转与限制行程。核桃仁出料口自动调高装置19由伺服电机驱动端19-3、齿轮19-2、固定导轨19-3、移动齿条19-5与固定件19-1组成。自动调高装置19由伺服电机驱动端19-3驱动齿轮19-2转动，齿轮19-2啮合齿条19-5通过固定件19-1与核桃仁出口18连接，所述核桃仁出口18在导轨19-4上可以往复移动。

本发明的工作原理是：核桃机械破壳后产生的不同等级的壳仁混合物，经过预处理完成壳仁的分级，然后通过物料输送装置将同等级的壳仁混合物运送到振动给料机4，变频器控制振动电机3振幅与频率从而控制不同等级的核桃壳仁混合物的物料流量；物料通过振动给料机4到达进料口，安装在进料口的自动限料调风装置5由伺服电机5-1带动齿轮5-2精确转动，齿轮啮合齿条5-3移动，可移动的限料调风板5-7与齿条固定在一起，然后在导轨5-4中完成限料调风作用；负压风机27从吸风口21吸入风力，然后将壳仁混合物中的分心木，粉尘、碎渣吸到分心木沉降箱22，分心木落入沉降箱下端23通过星型闭风器24收集，粉尘、碎屑经过负压风机27流入旋风除尘器进行收集；经过去杂后的壳仁物料通过溜板6滑到壳仁分离腔内，核桃仁出料口自动调高装置19由伺服电机驱动端19-3驱动齿轮19-2转动，齿轮19-2啮合齿条19-5通过固定件19-1与核桃仁出口18连接，核桃仁出口18在导轨19-4上往复移动，实时调整分离腔的几何长度，控制分离室进料口与分离腔下端面进风口的相对位置，保证分离腔可以完成不同等级核桃壳仁混合物料的分离，在负压风选风机11的作用下，核桃壳被吸入卸料箱9内，随着卸料箱空间的急剧变大，风力减小，核桃壳依靠自身重力落入核桃壳出口15，在闭风器16的作用下完成收集，挡料调风机构10起到避免核桃壳吸入风机的作用，至此，整个工作过程结束。

控制电路工作原理是：M1代表振动电机3；M2代表三相异步电机26；M3代表三相异步电机12；FU为熔断器，实现短路与过电流保护作用；FR为热继电器，实现电机的过载保护；SB1为 M1的停止按钮；SB2为M2的停止按钮；SB3为M3的停止按钮 ；KM1、KM2、KM3分别代表M1、M2、M3的接触器；KM4、KM5、KM6代表控制M1振动频率与振幅的变频接触器，分别控制二分之一壳仁混合物料、四分之一壳仁混合物料与八分之一壳仁混合物料的进料量；KM7、KM8、KM9代表控制M3的风速变频接触器，分别控制二分之一壳仁混合物料、四分之一壳仁混合物料与八分之一壳仁混合物料分离的风量风速；KT代表时间继电器；SB4、SB5、SB6分别为KM4、KM5、KM6的启动按钮；SB7、SB8、SB9分别为KM7、KM8、KM9的启动按钮； SB10代表M2的启动按钮。

使用时，按照如下步骤进行操作：

步骤一：首先对二分之一核桃壳仁混合物料进行壳仁分离，启动自动限料调风装置5使限料调风板移动到对应的位置；启动核桃仁出料口自动调高装置19使核桃仁出口调整到对应的高度；

步骤二：按下控制柜17的SB4启动按钮，对应控制二分之一核桃壳仁混合物料振动频率与振幅的变频接触器KM4得电，然后KM4对应的常开触点闭合，M1的接触器KM1得电，振动电机3启动工作，

步骤三：按下SB10启动按钮， M2的接触器KM2得电，对应的常开触点闭合，常闭触点断开，负压风机27启动工作；

步骤四：按下SB7启动按钮，对应控制二分之一核桃壳仁混合物料风速变频接触器KM7得电，然后KM7对应的常开触点闭合，M3的接触器KM3得电,负压风机11启动工作；

步骤五：按下停止按钮SB1, 振动电机3停止工作；按下停止按钮SB2，负压风机27停止工作；按下停止按钮SB3, 负压风机11停止工作。

四分之一核桃壳仁混合物料与八分之一核桃壳仁混合物料的分离过程同以上操作步骤。

本控制电路具有以下特点：1、在振动给料系统中安装了变频调节器，可以控制不同等级壳仁的进料量的大小；2、在壳仁分离系统中对风机实现变频调节，能够满足在单一的通道内实现不同等级的壳与仁的分离；3、每个电机都设计了急停与启动按钮，保证安全生产；4、对同一等级的壳仁分离，三个部分的电机设计了顺序保护，避免在实际生产中出现按错按钮的情况5、在停止时，在M1先停止的状态下实现对M2,M3延时断开的设计，保护了电力装置。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。