一种基于激光预处理的核桃对辊破壳机的制作方法

本发明涉及一种基于激光预处理的核桃对辊破壳机，属于一种林果业加工的机械设备。

背景技术：

核桃破壳是核桃加工的关键技术环节，我国大部分地区的果农主要采用的是传统的人工破壳和半机械化的破壳方法，劳动强度高、生产效率低，产品不卫生。目前现有化学腐蚀法、真空爆破法、超声波破壳法等非机械破壳方法，其适应性差，能耗大和效率低，实际操作中不好控制，仁易受到损伤和腐蚀；我国现有的破壳设备大多是单一的传统的机械式破壳，主要有定间隙挤压破壳法、定向击打法、离心式核桃破壳机等机械方法用于核桃破壳技术装备研究；其中单一的定间隙挤压破壳设备主要包括：南京农业大学吴子岳设计的齿盘挤压破壳设备，新疆农业大学史建新等人设计的多辊挤压式核桃破壳设备，新疆农垦科学院机械设备研究所的何义川等人设计的对辊挤压式核桃破壳设备，塔里木大学张宏等人设计的螺纹螺旋式核桃破壳设备等；现有的机械破壳设备在破壳率、适应性和生产效率等方面均有较大突破。但是由于未对核桃进行预处理，其单一机械的破壳质量和能耗等方面尚有进一步可改进的空间。

陕西科技大学的高警等人用沸水对核桃预处理，常州大学的研究人员用油浴和微波对核桃预处理，陕西科技大学郑甲红等人用锯扣对核桃预处理，相关研究证明采取不同的预处理方法对核桃破壳可在一定程度上降低核桃的碎仁率，提高其破壳率和整仁率。现有一些对核桃破壳的预处理方法还处于实验阶段，不能批量对核桃破壳加工，不能满足核桃加工企业的需求；在坚果加工领域使用激光加工的还较少见到报道，中国农业大学肖红伟等研究人员设计的板栗激光划口机；浙江省的研究人员设计了一种激光切割式山核桃破壳机，并不适合大批量加工核桃，生产效率低。

经过划口预处理的核桃，对后续实施机械破（剥）壳，较大程度地增加了加工的有效性和提高了产品质量；本设备使核桃经过激光划口预处理后，再用破壳辊对核桃进行破壳，可极大的提高核桃的破壳率和整仁率。目前关于激光划口预处理与于核桃对辊破壳相结合的技术还未见到相关报道。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用激光划口技术的核桃破壳机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于激光预处理的核桃对辊破壳机，包括喂料装置、激光预处理装置、破壳装置；其中激光预处理装置包括滚杠排序装置和激光划口装置；其中破壳装置包括破壳辊和出料口；其特征在于核桃由喂料装置送到滚杠排序装置，滚杠排序装置使核桃均匀排序后滚动前进,当经过激光划口装置下方时核桃被安装在悬挂梁上的两个激光探头依次切割，核桃壳得到了有效划口后，输送到破壳装置中，被两破壳辊挤压破壳；由于核桃经过划口预处理，释放了核桃壳表面的应力；核桃在被对辊挤压时，核桃壳表面的划口就会在压力作用下逐渐变大，在核桃壳的形变量还小于壳仁间隙的情况下，就能实现完全破壳，达到壳仁分离的目的，由出料口输出。

所述的一种基于激光预处理的核桃对辊破壳机，其特征在于所述预处理装置是激光预处理装置，激光切割与传统机械切割相比，具有无接触能量损耗和刀具磨损，自动化程度和可控性程度高等优点；激光预处理装置包括滚杠排序装置和激光划口装置；滚杠排序装置包括不锈钢滚杠运输带和核桃轨道挡板，轨道挡板是可调节的挡板，可根据核桃的尺寸调节轨道挡板之间的距离，以适应不同尺寸核桃的划口加工；减速电机带动齿轮转动，滚杠两端与链条的链销相连，齿轮转动带动链运动，链条运动带动不锈钢滚杠运输带运动，使滚杠运输带上的核桃一边滚动一边前进；当核桃经过激光划口装置时，能够被准确划口；激光划口装置中的激光探头安装在上述轨道挡板上方的悬挂梁上；相邻两行的激光探头之间的横向距离由螺栓安装位置决定；激光探头之间的纵向距离可通过调节悬挂梁的位置实现纵向移动；激光探头高低位置可以通过调节螺纹来实现上下移动；随着核桃在激光探头下滚动，核桃壳上被划出的口也随之延长。

所述的一种基于激光预处理的核桃对辊破壳机，其特征在于所述破壳装置是对辊破壳装置，减速电机带动齿轮转动，齿轮转动带动链运动，链运动带动破壳辊转动；在不锈钢辊子工件表面加工有铣刀纹，可增加核桃在破壳辊工作区的附着力和稳定性，从而增加核桃的破壳率；为了适应核桃尺寸大小不同，两辊的间隙可以通过带有Ｕ型槽的螺母调节；破壳辊是一个空心圆筒，可以减轻破壳辊的质量，更易安装，亦可节省加工材料。

所述的一种基于激光预处理的核桃对辊破壳机，其特征在于本发明是一种是利用激光预处理装置与传统的机械破壳方式相结合的复合式核桃破壳设备；传统单一的机械破壳方式对核桃加载力的大小和方向无法确定，加载力过小时不能使核桃完全破壳；有些核桃未经过预处理，加载力足够大时，核桃壳的形变量要大于壳仁间隙才能实现完全破壳，当核桃壳的形变量大于壳仁间隙时，就会造成核桃仁的损伤；本发明先使核桃在激光预处理装置中进行有效的划口，核桃壳表面的应力得到初步的释放；再把有效预划口后的核桃输送到对辊挤压破壳装置中进行挤压，在核桃壳的形变量还小于壳仁间隙时，就能实现完全破壳，使核桃完全破壳所需的加载力变小，更易达到壳仁分离的目的；经过划口预处理的核桃再进行对辊挤压破壳即有效减少核桃仁在挤压破壳过程中的损伤，又保证了核桃的破壳率；本发明与单一机械破壳方式相比，极大的提高了破壳率和整仁率。

与现有的核桃破壳技术相比，本设备立足于规模化加工对破壳机械的需求，采取激光切割预处理技术，以局部打破核桃壳表面的结构应力为切入点，利用激光切割预处理，使得核桃壳体表面处于应力“释放”状态，为机械定向破壳创造条件，在此基础上与改良后的对辊破壳机械结合，当核桃与破壳辊挤压破壳时，则挤压变形量不会大于核桃壳体与核桃仁之间的间隙，从而达到破壳效率提高，同时减少碎仁率的目的。研制出高效率破壳和高整仁率的破壳机械，满足核桃食用便利性需求和精深加工需求。

附图说明

图1为本发明总体结构正视平面示意图。

图2为本发明本发明总体结构立体示意图。

图3为本发明破壳装置结构立体示意图。

图4为本发明破壳辊局部剖视图。

图中所示：1为喂料装置，2为激光预处理装置，3为破壳装置，4为滚杠排序装置，5为激光划口装置，6为破壳辊，7为出料口。

具体实施方式

实施例1：参照图1，图2，图3，图4，本发明涉及一种基于激光预处理的核桃对辊破壳机，包括喂料装置（1）、激光预处理装置（2）、破壳装置（3）；其中激光预处理装置（2）包括滚杠排序装置（4）和激光划口装置（5）；其中破壳装置（3）包括破壳辊（6）和出料口（7）；其特征在于核桃由喂料装置（1）送到滚杠排序装置（4），滚杠排序装置（4）使核桃均匀排序后滚动前进,当经过激光划口装置（5）下方时核桃被安装在悬挂梁上的两个激光探头依次切割，核桃壳得到了有效划口后，输送到破壳装置（3）中，被两破壳辊（6）挤压破壳；由于核桃经过划口预处理，释放了核桃壳表面的应力；核桃在被对辊挤压时，核桃壳表面的划口就会在压力作用下逐渐变大，在核桃壳的形变量还小于壳仁间隙的情况下，就能实现完全破壳，达到壳仁分离的目的，由出料口（7）输出。不锈钢破壳辊的转速为 95r/min，不锈钢破壳辊的转速为 75r/min，对辊挤压间隙为33mm，激光探头的功率为120W。

实施例2：与实施例1相比本实施例的区别在于所述悬挂梁上的两排激光探头的功率不同，第一排悬挂梁的激光探头功率为130W。第二排悬挂梁的激光探头功率为120W。

实施例3：本实例与实施例1的区别在于所述的不锈钢破壳辊的转速有所变慢，通过调节所述减速电机的转动频率，使不锈钢破壳辊的转速变为90r/min。

实施例4：本实例与实施例1的区别在于所述的不锈钢破壳辊的转速有所变快，通过调节所述减速电机的转动频率，使不锈钢破壳辊的转速变为80r/min。

实施例5：本实例与实施例1的区别在于所述的不锈钢破壳辊之间间隙有所变化，通过调节带有Ｕ型槽的螺母调节不锈钢破壳辊之间的间隙，两不锈钢破壳辊之间的间隙变为35mm。

实施例6：本实例与实施例2的区别在于所述悬挂梁上的两排激光探头的功率有所变化，使第一排悬挂梁上的激光探头比第二排悬挂梁上的激光探头功率小，激光探头功率为120W，第二排悬挂梁的激光探头功率为130W。