CN108685107A - 一种芡实剥壳机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芡实剥壳机，包括送料机构，具备送料盘，送料盘对芡实进行转动送料；预切口机构，具备刀片，刀片将芡实外壳割出直线形切口，刀片的主平面与送料盘的转动平面平行；剥壳机构，具备搓辊，搓辊与直线形切口接触并将芡实外壳搓裂，搓辊的转动平面与刀片主平面呈夹角布置。送料盘自身轴线平行于水平面，送料盘的圆周面上具备若干个环状V形槽，相邻环状V形槽的槽口之间由若干个连接销连接。送料盘同轴连接有间隙旋转机构。采用此发明对芡实先刀片切口再利用搓辊搓裂、剥离外壳，自动化程度、效率高，刀片、搓辊的摆布角度提高外壳的破裂率。

Description

一种芡实剥壳机

技术领域

本发明涉及农副产品加工机械领域，具体涉及一种芡实剥壳机。

背景技术

芡实俗称“鸡头米”，是一种药用、食用两用的植物，芡实种植的经济效益远超过水稻小麦等传统农作物。另外芡实的种植可以利用沟渠，池塘边等低洼传统农作物难以种植的土地，使得土地的利用率得到大大提高。芡实产业难以机械化的根本原因在于芡实剥壳难以机械化，这与芡实的物理结构有着很大关系。芡实的壳硬而米仁较软，类似水稻脱壳机虽然可以完成脱壳，但会使得芡米破碎，影响经济价值并且壳仁难以分离。

目前芡实剥壳环节中仍然以手工剥壳为主的现象，芡实剥壳机存在芡实破碎率高，芡仁不完整，剥壳效率低下等问题。用指甲或芡钳剥壳取芡米。直接使用指甲剥开，会严重损伤手指，且效率极其低下；用特别设计芡钳剪开外壳取出种子，效率稍高，且对手指没有损伤，目前芡实脱壳主要采用这种方法。由于仍然是手工作业，属于劳动密集型。严重限制了芡实种植业的发展。当然还有用牙磕开取米的方法，与芡钳取米相似，芡钳也是基于这个原理制成的，效率较手剥壳快，与用钳子剥壳相当，但有着严重的卫生问题。大规模种植的芡农一般使用堆沤法剥壳，将未脱壳的芡实堆放在水泥池或土坑内厚80cm左右上盖稻草，浇水沤闷，每隔5天左右翻动一次，10多天后，果皮沤烂，装入箩筐中冲洗干净，然后置于阳光下晒干，此法比较省时间，但由于种子受沤发热从而导致质量下降。

还有一些非机械手段取米的手段在部分地区使用，如化学脱壳法、能量爆壳法、真空爆壳法。目前主要有两种方法使用，火烧法、能量爆壳法。火烧法是使用液化气的火焰在高温下将芡实的外壳烧掉，对未烧尽的芡实进行挤压刮皮。使得芡实的芡仁与仁衣分离，将壳、芡仁、和仁衣一起送入分离器。芡仁将在这个过程中被分离出。这种方法脱壳率很高，但燃烧的温度难以控制，很容易使芡实熟化、乃至焦化，而且这种方法会有一定的消耗，燃烧天然气，成本会高。能量爆壳法的原理十分简单，将芡实置于高温高压的环境中一段时间，聚集大量的热于芡实中，然后瞬间使芡实脱离高温高压环境，此时果壳与芡仁之间的爆破压力瞬时将外壳爆破，从而使得芡仁与果壳分离，这种方法与爆米花的原理类似。优点是无论大小的芡实都可以一起加工，米仁完整卫生，缺点是容易使米仁熟化，以及不能连续加工。

以上种种芡实剥壳方法自动化程度均不高，往往还可能带来新问题。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种芡实剥壳机，对芡实先刀片切口再利用搓辊搓裂、剥离外壳，自动化程度、效率高，刀片、搓辊的摆布角度提高外壳的破裂率。

为解决上述问题，本发明提供一种芡实剥壳机，为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种芡实剥壳机，包括：送料机构，具备送料盘，送料盘对芡实进行转动送料；预切口机构，具备刀片，刀片将芡实外壳割出直线形切口，刀片的主平面与送料盘的转动平面平行；剥壳机构，具备搓辊，搓辊与直线形切口接触并将芡实外壳搓裂，搓辊的转动平面与刀片主平面呈夹角布置。

采用上述技术方案的有益效果是：对芡实的外壳先割开一条窄切口，然后利用搓辊与外壳接触，对外壳施加扭矩脱去外壳，外壳与米仁的分离效率较高，且破碎率低，芡实的品质能够得到保证。搓辊的安装呈一定角度，这样能够使芡实上的直线形切口处受力更加复杂，加速芡实外壳的脱落。芡实的高效剥壳设备的研制对于扩大芡实的使用范围，降低芡实的剥壳成本，减轻芡实剥壳劳动强度具有深远意义。

作为本发明的进一步改进，送料盘自身轴线平行于水平面，送料盘的圆周面上具备若干个环状V形槽，相邻环状V形槽的槽口之间由若干个连接销连接，连接销与送料盘自身轴线平行，相邻两个连接销之间容纳一个芡实。

采用上述技术方案的有益效果是：环状V形槽能够对芡实进行定位，保证刀片能够从芡实的中部划过。可以根据需要通过调节盘片的数量来决定环状V形槽的数量。连接销进一步连接相邻的盘片，芡实在被切割和搓动的过程中环状V形槽的产生分力，造成相邻盘片之间有相互分离的受力，连接销提高了盘片之间的连接紧密度，同时也起到芡实的分隔作用，相邻两个连接销与环状V形槽搭配构成容纳一个芡实的腔，保证芡实随送料盘稳定转动。保证芡实在预切口环节与剥壳环节过程中在送料盘上的位置稳固，防止发生偏移、滑落。

作为本发明的更进一步改进，送料盘由若干个盘片拼合构成，每个盘片上具备环锥面，环锥面的外端连接有圆环面，圆环面与盘片的自身轴线垂直，环锥面与圆环面的夹角为135°，环状V形槽具备三条。

采用上述技术方案的有益效果是：每两个盘片形成了90°的V形槽，使之能够完成对芡实的定位，保证芡实落入环状V形槽后不会沿送料盘的轴向位移，保证刀片能够从芡实的中部划过。

作为本发明的又进一步改进，送料盘同轴连接有槽轮，槽轮具备六条径向槽，相邻径向槽的夹角均相等，槽轮连接有带轮，带轮通过皮带与电机连接，带轮的直径大于送料盘的直径。

采用上述技术方案的有益效果是：芡实在预切口过程中，为了保证芡实切口的有效性。刀片切入芡实后需要停滞一段时间，以保证刀片切入深度能够得到保证，而具备槽轮的间歇转动机构提供了转动所需的停滞。带轮直径较大，使得槽轮转速降低，增大送料盘的旋转力。

作为本发明的又进一步改进，送料盘的顶端设有供料漏斗，供料料斗的底部设有栅栏，栅栏构成的间隙个数与环状V形槽的个数相等。

采用上述技术方案的有益效果是：由槽轮构成的间歇机构在间隙运动过程中会产生震动，有利于供料漏斗抖动，带动芡实将逐粒进入送料盘，同时为了使机器整体的效率提高，供料漏斗同时为多个环状V形槽供料，因此，供料漏斗底部对应开三个孔，以成倍提高供料效率。

作为本发明的又进一步改进，栅栏的间隙大于芡实的平均直径且小于芡实平均直径的1.5倍。

采用上述技术方案的有益效果是：保证芡实能够顺畅落下，同时又严格限定每个栅栏的间隙每次只允许落下一个芡实。

作为本发明的又进一步改进，栅栏的间隙宽度为16mm，供料漏斗上方设有振动盘。

采用上述技术方案的有益效果是：16mm的尺寸是芡实落料最顺畅的尺寸，振动盘进一步保证芡实顺利得流入供料漏斗中。

作为本发明的又进一步改进，刀片固定连接有刀片架，刀片呈圆片形且刀片的数量与环状V形槽的数量相等，搓辊固定连接有搓辊架，刀片架、搓辊架通过架杆与固定座连接，架杆的横断面轮廓为正六边形。

采用上述技术方案的有益效果是：多刀片并联同时滚切芡实，提高了效率。架杆为六棱柱形，架杆与固定座装配后仅具备沿自身长度方向的伸缩自由度，特别限制了绕自身轴线的转动自由度，从而保证刀片、搓辊不会偏移环状V形槽的中心线。

作为本发明的又进一步改进，架杆与固定座的接触处具备螺纹段，刀片架、搓辊架与固定座之间设有压簧。

采用上述技术方案的有益效果是：螺纹段可以与螺母装配，来微调刀片、搓辊与送料盘之间的中心距，以适应不同大小的芡实。由于芡实为自然生长的农作物，因此刀片与送料盘之间的距离应当随着芡实的大小具有一定的自适应性。压簧能够利用弹性势能，保证刀片、搓辊始终对芡实有挤压弹力，提高开口、剥离效果。

作为本发明的又进一步改进，搓辊表面为橡胶材质，刀片、搓辊具备旋转主动力。

采用上述技术方案的有益效果是：使用橡胶等摩擦因素大但较软的材料做为搓辊的圆周面，能够根据芡实大小的不同自适应得剥壳，即可以接受芡实在一定的大小范围内波动。另一方面能够调节脱壳的力度，如果是钢材做成的搓辊，可能会由于剥壳力度过大而压碎芡实的米仁，若是距离过远，则会导致剥壳力度过小，而不能将芡实外壳和米仁分离。刀片、搓辊的主动力则进一步加速了刀片、搓辊与芡实的接触速度，提高切割与剥壳效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式的立体图；

图2是本发明另一种实施方式的局部视图；

图3是本发明一种实施方式的局部视图；

图4是本发明一种实施方式的局部视图；

图5是本发明一种实施方式的盘片的主视图；

图6是本发明一种实施方式的盘片的左视图。

1-供料漏斗；2-送料盘；3-电机；4-皮带；5-槽轮；6-刀片；7-搓辊；8-连接销；9-环状V形槽；10-刀片架；11-搓辊架；12-带轮；13-底架；14-螺纹段；15-压簧；16-架杆；17-固定座；18-芡实；19-直线形切口；20-盘片；21-孔洞；22-环锥面；23-圆环面。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

为了达到本发明的目的，一种芡实剥壳机，包括：送料机构，具备送料盘2，送料盘2对芡实18进行转动送料；预切口机构，具备刀片6，刀片6将芡实18外壳割出直线形切口19，刀片6的主平面与送料盘2的转动平面平行；剥壳机构，具备搓辊7，搓辊7与直线形切口19接触并将芡实18外壳搓裂，搓辊7的转动平面与刀片6主平面呈夹角布置。

图3中隐藏了芡实18，图4中隐藏了剥壳机构。如图3所示，搓辊7；7的轴向与刀片的轴向夹角范围为5°至40°。刀片6、搓辊7不与环状V形槽9接触，刀片6、搓辊7与环状V形槽9间具备一定距离。图3、图4的视角方向与送料盘2轴线垂直。

采用上述技术方案的有益效果是：对芡实的外壳先割开一条窄切口，然后利用搓辊与外壳接触，对外壳施加扭矩脱去外壳，外壳与米仁的分离效率较高，且破碎率低，芡实的品质能够得到保证。搓辊的安装呈一定角度，这样能够使芡实上的直线形切口处受力更加复杂，加速芡实外壳的脱落。芡实的高效剥壳设备的研制对于扩大芡实的使用范围，降低芡实的剥壳成本，减轻芡实剥壳劳动强度具有深远意义。

在本发明的另一些实施方式中，送料盘2自身轴线平行于水平面，送料盘2的圆周面上具备若干个环状V形槽9，相邻环状V形槽9的槽口之间由若干个连接销8连接，连接销8与送料盘2自身轴线平行，相邻两个连接销8之间容纳一个芡实18。

采用上述技术方案的有益效果是：环状V形槽能够对芡实进行定位，保证刀片能够从芡实的中部划过。可以根据需要通过调节盘片的数量来决定环状V形槽的数量。连接销进一步连接相邻的盘片，芡实在被切割和搓动的过程中环状V形槽的产生分力，造成相邻盘片之间有相互分离的受力，连接销提高了盘片之间的连接紧密度，同时也起到芡实的分隔作用，相邻两个连接销与环状V形槽搭配构成容纳一个芡实的腔，保证芡实随送料盘稳定转动。保证芡实在预切口环节与剥壳环节过程中在送料盘上的位置稳固，防止发生偏移、滑落。

在本发明的另一些实施方式中，如图5、图6所示，送料盘2由若干个盘片20拼合构成，每个盘片20上具备环锥面22，环锥面22的外端连接有圆环面23，圆环面23与盘片20的自身轴线垂直，环锥面22与圆环面23的夹角为135°，环状V形槽9具备三条。

在圆环面23上，盘片20的外围均匀的布置了二十四根连接销8。

采用上述技术方案的有益效果是：每两个盘片形成了90°的V形槽，使之能够完成对芡实的定位，保证芡实落入环状V形槽后不会沿送料盘的轴向位移，保证刀片能够从芡实的中部划过。

在本发明的另一些实施方式中，送料盘2同轴连接有槽轮5，槽轮5具备六条径向槽，相邻径向槽的夹角均相等，槽轮5连接有带轮12，带轮12通过皮带4与电机3连接，带轮12的直径大于送料盘2的直径。

采用上述技术方案的有益效果是：芡实在预切口过程中，为了保证芡实切口的有效性。刀片切入芡实后需要停滞一段时间，以保证刀片切入深度能够得到保证，而具备槽轮的间歇转动机构提供了转动所需的停滞。带轮直径较大，使得槽轮转速降低，增大送料盘的旋转力。

在本发明的另一些实施方式中，送料盘2的顶端设有供料漏斗1，供料料斗1的底部设有栅栏，栅栏构成的间隙个数与环状V形槽9的个数相等。

采用上述技术方案的有益效果是：由槽轮构成的间歇机构在间隙运动过程中会产生震动，有利于供料漏斗抖动，带动芡实将逐粒进入送料盘，同时为了使机器整体的效率提高，供料漏斗同时为多个环状V形槽供料，因此，供料漏斗底部对应开三个孔，以成倍提高供料效率。

在本发明的另一些实施方式中，栅栏的间隙大于芡实18的平均直径且小于芡实18平均直径的1.5倍。

采用上述技术方案的有益效果是：保证芡实能够顺畅落下，同时又严格限定每个栅栏的间隙每次只允许落下一个芡实。

在本发明的另一些实施方式中，栅栏的间隙宽度为16mm，供料漏斗1上方设有振动盘。

供料漏斗1的底部与环状V形槽9的底部间距大于芡实18的平均直径且小于芡实18平均直径的1.5倍。

采用上述技术方案的有益效果是：16mm的尺寸是芡实落料最顺畅的尺寸，振动盘进一步保证芡实顺利得流入供料漏斗中。

在本发明的另一些实施方式中，刀片6固定连接有刀片架10，刀片6呈圆片形且刀片6的数量与环状V形槽9的数量相等，搓辊7固定连接有搓辊架11，刀片架10、搓辊架11通过架杆16与固定座17连接，架杆16的横断面轮廓为正六边形。

刀片6与送料盘2的直线连线，搓辊7与送料盘2的直线连线，两条直线的夹角为60°，与槽轮上相邻径向槽的60°夹角契合。

固定座17、槽轮5、电机3、带轮12、送料盘2均固定刚在底架13上。

采用上述技术方案的有益效果是：多刀片并联同时滚切芡实，提高了效率。架杆为六棱柱形，架杆与固定座装配后仅具备沿自身长度方向的伸缩自由度，特别限制了绕自身轴线的转动自由度，从而保证刀片、搓辊不会偏移环状V形槽的中心线。

在本发明的另一些实施方式中，如图2所示，架杆16与固定座17的接触处具备螺纹段14，刀片架10、搓辊架11与固定座17之间设有压簧15。

采用上述技术方案的有益效果是：螺纹段可以与螺母装配，来微调刀片、搓辊与送料盘之间的中心距，以适应不同大小的芡实。由于芡实为自然生长的农作物，因此刀片与送料盘之间的距离应当随着芡实的大小具有一定的自适应性。压簧能够利用弹性势能，保证刀片、搓辊始终对芡实有挤压弹力，提高开口、剥离效果。

在本发明的另一些实施方式中，搓辊7表面为橡胶材质，刀片6、搓辊7具备旋转主动力。

刀片6、搓辊7的转动方向与送料盘2为同一时针方向。

采用上述技术方案的有益效果是：使用橡胶等摩擦因素大但较软的材料做为搓辊的圆周面，能够根据芡实大小的不同自适应得剥壳，即可以接受芡实在一定的大小范围内波动。另一方面能够调节脱壳的力度，如果是钢材做成的搓辊，可能会由于剥壳力度过大而压碎芡实的米仁，若是距离过远，则会导致剥壳力度过小，而不能将芡实外壳和米仁分离。刀片、搓辊的主动力则进一步加速了刀片、搓辊与芡实的接触速度，提高切割与剥壳效果。

整个芡实剥壳机的运作过程是：电机3通过皮带4传动带轮12，带轮12通过轴驱动拨盘转动，拨盘与槽轮5组成间歇机构，使送料盘2间歇转动。当送料盘停滞时，芡实18通过重力的作用落入送料盘2的环状V形槽19中。拨盘持续运转中，再次拨动槽轮5，将芡实18送入预切口机构中，通过理论上的计算，刀片6滚切过芡实18且停滞0.1s，并在芡实18的表面留下3mm长的直线形切口19，为下面的剥壳环节做好准备。拨盘继续运转，拨动槽轮5。送料盘2将已经开完口的芡实18送入剥壳机构中并停滞，芡实18在送料盘2与搓辊7的的作用下，芡实18的直线形切口19位置应力集中，产生裂纹，使外壳破碎。最后芡实18的外壳与米仁分离完成剥壳，芡实18的外壳与米仁随送料盘2的转动而掉落。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种芡实剥壳机，其特征在于，包括：

送料机构，具备送料盘，所述送料盘对芡实进行转动送料；

预切口机构，具备刀片，所述刀片将芡实外壳割出直线形切口，所述刀片的主平面与送料盘的转动平面平行；

剥壳机构，具备搓辊，所述搓辊与直线形切口接触并将芡实外壳搓裂，所述搓辊的转动平面与刀片主平面呈夹角布置。

2.根据权利要求1所述的一种芡实剥壳机，其特征在于：所述送料盘自身轴线平行于水平面，所述送料盘的圆周面上具备若干个环状V形槽，相邻环状V形槽的槽口之间由若干个连接销连接，所述连接销与送料盘自身轴线平行，相邻两个连接销之间容纳一个芡实。

3.根据权利要求2所述的一种芡实剥壳机，其特征在于：所述送料盘由若干个盘片拼合构成，每个盘片上具备环锥面，所述环锥面的外端连接有圆环面，所述圆环面与盘片的自身轴线垂直，所述环锥面与圆环面的夹角为135°，所述环状V形槽具备三条。

4.根据权利要求3所述的一种芡实剥壳机，其特征在于：所述送料盘同轴连接有槽轮，所述槽轮具备六条径向槽，相邻径向槽的夹角均相等，所述槽轮连接有带轮，所述带轮通过皮带与电机连接，所述带轮的直径大于送料盘的直径。

5.根据权利要求1所述的一种芡实剥壳机，其特征在于：所述送料盘的顶端设有供料漏斗，所述供料料斗的底部设有栅栏，所述栅栏构成的间隙个数与环状V形槽的个数相等。

6.根据权利要求5所述的一种芡实剥壳机，其特征在于：所述栅栏的间隙大于芡实的平均直径且小于芡实平均直径的1.5倍。

7.根据权利要求6所述的一种芡实剥壳机，其特征在于：所述栅栏的间隙宽度为16mm，所述供料漏斗上方设有振动盘。

8.根据权利要求1所述的一种芡实剥壳机，其特征在于：所述刀片固定连接有刀片架，所述刀片呈圆片形且刀片的数量与环状V形槽的数量相等，所述搓辊固定连接有搓辊架，所述刀片架、搓辊架通过架杆与固定座连接，所述架杆的横断面轮廓为正六边形。

9.根据权利要求8所述的一种芡实剥壳机，其特征在于：所述架杆与固定座的接触处具备螺纹段，所述刀片架、搓辊架与固定座之间设有压簧。

10.根据权利要求9所述的一种芡实剥壳机，其特征在于：所述搓辊表面为橡胶材质，所述刀片、搓辊具备旋转主动力。