專利名稱：有機物的破碎裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及有機物的一種破碎裝置，特別是水果的一種磨碎裝置，該裝置包括一個繞其軸旋轉支承的用一臺電動機作為旋轉驅動的圓盤，在該圓盤的一個端面上設置了磨碎元件，以及設置了到該圓盤端面的有機物的喂入機構。
從美國專利US-A-4 584 919(Bittner)已知一種滾筒式切割機，特別是甜菜的切片機。這種機器具有許多夾持元件，這些夾持元件以等距離布置在滾筒的整個圓周上并平行于滾筒軸延伸。在每兩個夾持元件之間夾持了一個刀庫，在該刀庫中，至少固定了一把切刀，其刀刃大致沿圓周方向延伸。
已有各種不同結構型式的這類滾筒式磨碎機用于磨碎水果，例如瑞士里德爾威林根布克-蓋耶股份公司(Bucher-Guger AG，Niederweningen，Schweiz)的各類滾筒式磨碎機。這類滾筒式磨碎機包括一個制成整體的滾筒本體，在其整個圓周上以很小的距離布置了磨碎刀的許多夾持元件。在準備好運行的狀態中，該磨碎機的滾筒構成一個一端帶有一個軸向孔的大致封閉的空腔，待磨碎的水果用一臺螺旋輸送機通過該孔喂入。
這種滾筒式磨碎機具有如下的缺點-在滾筒內以高速旋轉的水果尤其是蘋果產生大的攪擾力，整個磨碎機振動并產生許多噪音。這種攪擾力對滾動所用的軸承的壽命也產生副作用；-雖然刀具的齒距對待產生的糊狀物的結構只有很小的影響，但這種結構對隨后榨汁過程中的糊狀物的出汁率／功率特性曲線則是有影響的，通過過程最佳化不可能改善該特性曲線；-水果物料中的異物例如石塊產生相當大的攪擾并嚴重損壞磨碎刀；-水果的輔助喂入和磨碎機以相同的轉速運轉。由于實際上沒有進行預先喂入，磨碎機沒有用最大的生產率工作。在太少的水果喂入時，糊狀物中的細料成分很多，這對隨后榨汁的效率產生副作用并在固體／液體分離時導致過濾器堵塞；
-磨碎滾筒的筒壁需要設置許多糊狀物的出口槽，因而造價昂貴。
此外，從US-A-4 683 790(Bittner)還已知一種圓盤式切割機，特別是甜菜切片機。這種機器包括一個機架和一個帶有支承和驅動的圓盤切刀。該圓盤切刀具有一個平面的上側和許多均勻分布的切碎物的通過孔，這些通過孔最好為長孔沿徑向延伸。切刀的刀架布置在這些通過孔上。
在這類已知的圓盤切割機中，圓盤刀具一般由一塊帶有切碎物的若干矩形通過孔的鋼板組成。這類圓盤磨碎機具有如下的缺點-效率低，因為只有圓盤的一部分區域喂料；-喂料螺旋輸送機要么不能完全象圓盤那樣以等速運轉，要么只能象圓那樣以等速運轉，這樣就會產生不完滿的喂料效果。
-喂料螺旋輸送機的太大的螺距導致過載或堵塞；-盤式磨碎機的功能適應不了被磨碎物料的種類；-切割機的產品不適合榨汁用的榨汁物料。
本發明的目的在于，通過一種新的結構避免了現有各種有機物破碎裝置的上述諸多缺點。
根據本發明，在上面所述的那種裝置是這樣實現這個目的的有機物的喂料裝置做成帶有驅動電動機的喂料裝置；喂料裝置的喂料效率和旋轉支承的圓盤的破碎效率可相互獨立進行調節。
喂料裝置最好包括一臺螺旋輸送機，其軸線大致位于圓盤軸線的延長線內。喂料裝置最好通過一個圓筒形外殼把有機物基本上喂到圓盤的整個端面，該外殼的出口以一定距離對應該端面，該圓筒形外殼包括若干導向元件，這些導向元件阻止喂入的有機物的旋轉運動。其中，布置在圓盤端面上的磨碎元件做成許多具有鋸齒形邊緣的可更換的、固定的、基本上徑向延伸的磨碎板條，并在徑向延伸的磨碎板條的旁邊在圓盤的端面上至少在這些板條的一側設置了一個在圓盤外邊緣上敞口的槽，以便排出已破碎的有機物。
該裝置的一種有利的運行可通過傳感器來探測旋轉支承的圓盤在旋轉驅動時的有效轉矩，以及用與傳感器連接的控制裝置把喂料裝置的喂料效率調節到一個數值，這個數值相當于該轉矩的預定值。
這種裝置的其它方案可從各項權利要求中得知。
本發明的幾個實施例在下面的說明和附圖中進行闡述。
附圖表示
圖1帶有一個本發明破碎裝置的水果磨碎機的示意橫斷面；圖2在
圖1所示磨碎機的旋轉圓盤中的一個磨碎元件旁邊的具有矩形斷面的一側槽的橫斷面；圖3在
圖1所示磨碎機的旋轉圓盤內的一個磨碎元件旁邊的兩側槽的橫斷面；圖4在
圖1所示磨碎機旋轉圓盤中的一個磨碎元件旁邊具有圓形斷面的一側槽的橫斷面；圖5在
圖1所示磨碎機旋轉圓盤內的一個磨碎元件旁邊具有傾斜斷面的一側槽的橫斷面；圖6
圖1所示磨碎機的喂料裝置的圓筒形外殼的殼壁的橫斷面；圖7
圖1所示磨碎機的旋轉圓盤的俯視圖；圖8a、8b、8c在不同軸向位置內用定位銷的
圖1所示磨碎機的旋轉圓盤的支承的兩個徑向縱斷面和一個徑向橫斷面；圖9
圖1喂料裝置的圓筒形外殼上的一個可更換的磨損環垂直于外殼軸線的橫面詳圖；
圖10平行于外殼軸線的圖9橫斷面的詳圖；
圖11在磨損環和
圖1磨碎機的旋轉圓盤之間用來改變磨碎間隙的
圖1喂料裝置的圓筒形外殼上帶有一個軸向可調節的磨損環的徑向斷面詳圖；
圖12
圖11詳圖的徑向俯視圖；
圖13為了選擇被破碎的磨碎物料的結構，為
圖1磨碎機配置的一個具有控制元件的調節裝置的示意圖。
如
圖1帶有一個本發明破碎裝置的水果磨碎機的示意橫斷面所示，該磨碎機包括一個圍繞一根水平軸1旋轉支承的圓盤2，該圓盤用一臺電動機3作為它的驅動裝置。在圓盤2的一個端面上徑向布置了幾個磨碎板條4，如圖7所示。在軸1的延長線內，布置了被破碎的有機物的喂料裝置7的螺旋輸送機6的軸5。螺旋輸送機6位于一個帶有一個入口9和一個出口10的圓筒形外殼8中，該出口與圓盤2的端面對應。在外殼8上設置了一臺電動機11來驅動螺旋輸送機6。
圓盤2和螺旋輸送機6最好逆向旋轉。圓盤2的轉速比螺旋輸送機6的轉速大得多。圓盤2連同它的電動機3裝在一塊法蘭板12上，該法蘭板與外殼8可拆卸的連接。由電動機3、法蘭板12和圓盤2組成的組件用一個回轉裝置13可從外殼8轉開并轉入軸1的一個垂直位置內。這樣，就方便了帶磨碎板條4的圓盤2的端面進行清潔和更換刀具。如
圖1所示，外殼8伸出出口10并包圍帶有一個一側敞口的環形通道14的圓盤2，該環形通道的下方連接已破碎的有機物的落料筒。
為了更好地卸出被圓盤2分離的已破碎的有機物，外殼8至少在圓盤2的范圍內與圓盤平面成一個銳角。如在
圖1中可看出并在圖6中更精確地示出那樣，在圓筒形外殼8的內殼壁上設置了四個軸向平行的板條16，它們對由螺旋輸送機6喂入的有機物起旋轉止動器的作用。
這些旋轉止動器阻止或減小磨碎物料與螺旋輸送機6一起旋轉。其目的是，使水果例如蘋果間歇式地達到圓盤2。蘋果相互的太大的相對運動會增加磨碎物料的細料成分。已磨碎的糊狀物被圓盤2排到外殼8的環形通道14中。其中應盡量少破壞糊狀物的結構。由于在圓盤2的范圍內外殼8的傾斜位置，有利于糊狀物的沖擊角度達到15度和75度之間。然后糊狀物通過落料筒15向外掉下。
除板條16外，在
圖1和6的外殼8的出口10還可看出帶有一個支承板18的旋轉止動板條17。為了改善磨碎效果，磨碎板條4具有鋸齒形邊緣，在磨碎機運行時，為了從這些齒中剔除纖維，旋轉止動板條17以反齒嚙合到這些鋸齒形邊緣中。圓盤2通過一個磨碎縫隙19以一定距離對應外殼8的出口10。磨碎物料的結構主要由磨碎縫隙19與磨碎板條4的鋸齒邊的齒距大小和圓盤2的轉速一起來決定。
如圖8a詳圖所示，在
圖1實施例中，磨碎縫隙19在裝置停止的狀態中是可以改變的。為此，軸20上的圓盤2用一個固定罩21通過定位銷22錨定在一個卡盤23中。通過至少兩個定位銷22插入卡盤23的不同深度的孔中可以改變圓盤2和卡盤23之間的距離，從而改變磨碎縫隙19。圖8c表示沿剖面線C-C垂直于軸20剖開的圖8a的一個斷面。在圖8c中的剖面線B-B表示圖8b的剖開平面。從圖8b可以看出，卡盤23內鉆削的孔沒有用圖8a的定位銷22堵塞，但比圖8a的卡盤23的孔深。固定罩21中心作用到用固定凸起部24徑向可更換地掛在圓盤2的端面的磨碎板條4上并由此作用到圓盤2上。
當圓盤2用回轉裝置13向外擺動時，則磨碎板條4只簡單地通過擰松固定罩21即可進行更換。其中最好是電動機3的旋轉了90度的最終位置，如
圖1所示。在這個位置內，磨碎板條4也可不擰松固定罩21而從圓盤2中掉出。
在電動機3轉動時，法蘭板12和圓筒形外殼8之間的螺栓或快鎖松開，并用布置在電動機3兩側的回轉裝置13使由電動機3、法蘭板12、圓盤2組成的組件轉動。在克服最高位置25時，這個組件掉入位置26中。在這個位置內，回轉裝置13的一部分松開，電動機3向上旋轉90度并重新停止在回轉位置內。
圖2表示沿徑向布置在
圖1所示圓盤2的端面上的磨碎板條4之一剖開的橫斷面。由于圓盤2的旋轉，磨碎板條4沿箭頭30的方向向下運動。這時以一定的高度31突出于圓盤2的端面的磨碎板條4的部分從螺旋輸送機6喂入的水果33上磨掉一些果片32，這些果片32通過一個設置在圓盤2內的磨碎板條4前面的具有矩形斷面的一側槽34排出。槽34在圓盤2的圓周上是敞口的，所以果片32可從環形通道14和落料筒15排出。
重要的是，在從蘋果分離出糊狀物以后應盡可能少地受機械荷載作用，使其結構不改變。
“撕磨”過程在這里可理解為切和撕的部分組合效應。其目的是，從一個水果33撕磨下的果片32應具有盡可能大的外露表面，以便水果露出許多細胞。這樣，細胞汁的大部分可自由流走，并使撕磨掉的產品隨后的榨汁過程變得容易。
圖3所示的橫斷面相當于圖2的橫斷面，但在圖3中，在磨碎板條4的兩側各設一個槽35和36。這個布置方案的優點是，從圖2所示水果33撕磨下的果片32在圓盤2運轉時沿兩個旋轉方向排出。亦即磨碎板條4可兩側使用。磨碎板條4一般只有沿圓盤2的運動方向30受力作用的部分被磨損。如果一側變鈍，則通過改變旋轉方向可使磨碎板條4的壽命提高一倍。槽35，36按半徑37倒圓，從而可減小水果33的把或核在槽35，36中被堵塞或卡住。
圖4所示的橫斷面相當于圖2的橫斷面，只是圖4的槽34’進行了完全倒圓，從而可更好地防止水果33的不希望出現的沉積或卡住。
圖5所示的橫斷面同樣相當于圖2的橫斷面，但圖5所示的槽34″是傾斜的，從而同樣可防止固體在槽34″中被卡住。
圖6表示沿
圖1所示垂直于軸線的磨碎機的圓筒形外殼8剖開的橫斷面A-A。從圖中可看出四個板條16中的三個板條，這些板條作為旋轉止動板條沿外殼8的殼壁長度延伸。此外，示出了具有支承板18的旋轉止動板條17，該旋轉止動板條在
圖1所示外殼8的出口10沿較大的軸向范圍延伸。帶或不帶對應齒部的旋轉止動板條17對磨碎板條4具有兩個功能通過減小滾動運動把水果33穩定在磨碎板條4的前面，以達到較好的糊狀物結構；刮掉掛在磨碎板條4上的和沒有甩掉的纖維。這樣，糊狀物結構變得比較均勻，而且驅動電動機3和11的功率沒有損耗和有效地被利用。
圖7表示帶有磨碎板條4和一側相鄰出料槽34的
圖1所示旋轉支承的圓盤2的端面的俯視圖。磨碎板條4徑向布置，且其延長線與圓盤2的旋轉軸1相交。也可布置成使磨碎板條4的方向不指向旋轉軸1。磨碎板條4的數目最好約為4和40之間。磨碎板條4也可具有不同的長度。從運動方向看去，槽34位于磨碎板條4的前面。糊狀的果漿以徑向速度40和圓周速度41離開槽34，從這兩個速度中形成一個具有流動角43的合速度42。
圖9表示在
圖1喂料裝置的圓筒形外殼8上垂直于外殼軸設置的一個可更換的磨損環50的橫斷面詳圖；
圖10表示平行于外殼軸的相同橫斷面詳圖。這兩個橫斷面用一個緊固螺釘51穿過磨損環50擰入板條16中鎖緊。在
圖10中還可看出到環形通道14的
圖1所示外殼8的繼續段8’。
由于在用一些被磨碎物料進行磨碎時，偶然也有異物進入磨碎機中，所以在
圖1磨碎縫隙19的外殼8的邊緣經受嚴重的磨損。為此，外殼8的殼壁上的磨損環50可用螺釘51進行更換。磨損環50最好用一種耐磨的優質鋼制成。
圖11表示在
圖1所示喂料裝置的圓筒形外殼8上的一個軸向可調節的磨損環50’的徑向斷面詳圖。這樣，磨碎縫隙19也可在運行過程中自動調節。
圖12表示沿
圖11箭頭B-B方向看去的徑向平面圖，其中
圖11的截面平面在
圖12中用箭頭C-C表示。沿磨損環50’的圓周在外殼8內設有多個與外殼軸線平行的槽51，螺栓52通過這些槽擰入磨損環50’中。外殼8的內腔通過兩個嵌入磨損環50’中的O形密封圈53向外密封。
此外，螺栓52還通過斜槽54擰入一個裝在外殼8外面的控制環55中。控制環55在一個法蘭56上具有一個齒環57，該齒環由一個通過電動機58驅動的小齒輪59進行傳動。電動機58通過一個法蘭環60固定在外殼8的殼壁上。磨碎縫隙19變大或變小，視電動機58的旋轉方向而定。
圖13表示為了選擇被破碎的破碎物料的結構而為
圖1所示磨碎機配置的一個具有控制元件的調節裝置。與
圖1相應的部件在
圖13中仍沿用
圖1的參考符號。在
圖13中設置了下列的傳感器來探測磨碎機的實際狀態一個帶有一根信號線70的用來探測圓盤2的驅動裝置3的功率消耗的傳感器、一個帶有一根信號線71的用來探測磨碎裝置在振動時的加速度的傳感器、一個帶有一根信號線72的用來測量磨碎縫隙19的磨損環的位移傳感器和一個帶有一根信號線73的用來探測螺旋輸送機6的驅動裝置11的功率消耗的傳感器。
如
圖13所示，信號線70、71、72、73與調節器75連接。調節器75根據實際狀態和根據線路76的外部預定值為磨碎機產生如下的預定值通過線路77產生圓盤2的驅動裝置3的轉速預定值、通過線路78產生螺旋輸送機6的驅動裝置11的轉速預定值和通過線路79對磨碎縫隙19的伺服電動機58進行控制。
用上述的測量參數和控制參數對有機物的破碎裝置達到下列的調節功能和控制功能圓盤2驅動裝置的轉矩的調節回路。為此，圓盤2的轉數預定為固定值。圓盤驅動裝置的轉矩通過功率消耗經線路70間接測量。這個轉矩測量值通過改變螺旋輸送機6的轉數作為調節參數保持不變。圓盤驅動裝置的轉矩需要量隨螺旋輸送機轉數的不斷增加而增加。
對糊狀果漿結構的影響。在磨碎機運行過程中通過調節下列參數來影響這種果漿結構圓盤2的轉數、磨碎縫隙19的尺寸和圓盤2的驅動裝置3的功率消耗。
根據所提出的問題，用上述裝置可達到如下優點通過在圓盤2的槽34和外殼8的環形通道14中的糊狀果漿的排出而使其結構不會因為堵塞作用引起變化或受到損害；果漿中產生的細料成分較少，這種細料成分會導致水果榨汁機中的過濾器堵塞和降低榨汁效率。
由于從細到很粗的果漿結構的寬大的變化可能性，破碎可最佳地適應水果果料的可榨取性和特性。亦即很軟的水果可破碎得很粗，而很硬的水果則可破碎得很細。
與上述先有技術比較，帶有本發明破碎裝置的磨碎機很安靜而且振動很小。如果加工很濕的產品或用超壓加工產品，則這種磨碎機是很容易密封的。這樣就不產生果汁損失或壓力損失。磨碎機的密封性對加工帶有揮發溶劑的產品也大有好處。
在加工纖維狀的產品時，通常分離出的纖維被磨碎板條4的齒除掉。齒槽不被纖維纏住。磨碎效率和果漿結構保持不變。
磨碎機的磨損部件制造簡單，成本低廉。在受到石塊、木板等異物作用時，造成的損壞很小。
有機物破碎裝置的上述結構和應用方案無疑可供業內人士隨時選用。被破碎的產品的結構也可用給出的控制方式和調節方式在考慮以后榨汁過程的最佳出汁率的情況下自動地、持續地達到最佳化。
權利要求
1．有機物的破碎裝置，特別是水果的磨碎裝置，包括一個繞其軸旋轉支承的用一臺電動機(3)作為它的旋轉驅動裝置的圓盤(2)，在圓盤(2)的一個端面設置了若干磨碎元件(4)，以及設置了到該圓盤端面的有機物喂料裝置(7)，其特征為該有機物喂料裝置是帶有驅動電動機(11)的喂料裝置(7)；喂料裝置(7)的喂料效率和旋轉支承的圓盤(2)的破碎效率可相互獨立進行調節。
2．按權利要求1的裝置，其特征為，喂料裝置(7)包括一臺螺旋輸送機(6)，其軸線(5)基本上位于圓盤軸線(1)的延長線上。
3．按權利要求2的裝置，其特征為喂料裝置(7)通過一個圓筒形外殼(8)把有機物基本上喂到圓盤(2)的整個端面，該外殼的出口以一定的距離(19)對應該端面；該圓筒形外殼(8)包括若干導向元件(16，17)，這些導向元件阻止喂入的有機物的旋轉運動。
4．按權利要求3的裝置，其特征為，喂料裝置(7)的圓筒形外殼(8)的出口端(10)具有一個可更換的磨損環(50，50’)。
5．按權利要求3的裝置，其特征為，圓筒形外殼(8)的出口端(10)和圓盤(2)的端面之間的距離(19)是可調的。
6．按權利要求5的裝置，其特征為，在裝置運行過程中用一臺電動機(58)作為改變外殼(8)和端面之間的距離的調節裝置(52，56，58，59)。
7．按權利要求3的裝置，其特征為，螺旋輸送機(6)的圓盤側的一端和圓盤(2)的端面之間的距離至少為50毫米。
8．按權利要求5的裝置，其特征為圓盤通過螺絲連接支承在一根傳動軸上；圓筒形外殼的出口端和圓盤的端面之間的距離可通過圓盤朝傳動軸旋轉進行調節。
9．按權利要求3的裝置，其特征為，布置在圓盤(2)的端面上的磨碎元件做成許多具有鋸齒形邊緣的、可更換的、固定的、基本上徑向延伸的磨碎板條(4)。
10．按權利要求9的裝置，其特征為，在徑向延伸的磨碎板條(4)的旁邊，在圓盤(2)的端面上至少在這些板條的一側設置了一個在圓盤外邊緣上敞口的槽(34、35、36)，以便排出已破碎的有機物(32)。
11．按權利要求9的裝置，其特征為，喂料裝置(7)的外殼(8)中的止動導向元件(17)中的至少一個軸向接近達到圓盤(2)的磨碎板條(4)并沿其邊緣用一個通過的齒作為刮料元件嚙合在鋸齒形中。
12．按權利要求9的裝置，其特征為，磨碎板條相對于圓盤端面的高度可通過磨碎板條插入并固定在不同深度的徑向槽中來進行調節。
13．按權利要求12的裝置，其特征為，磨碎板條(4)通過一個中心安裝的螺絲元件(21)可固定在徑向槽中并可拆卸。
14．按權利要求9的裝置，其特征為，在更換磨碎板條(4)時，圓盤(2)連同相應的電動機(3)可從喂料裝置(7)的外殼(8)轉開。
15．按權利要求14的裝置，其特征為，該裝置包括一個活動的支承裝置(13)，在回轉過程中，該支承裝置支承在包括一根傳動軸(20)的圓盤(2)和傳動電動機(3)的組件的重心。
16．按權利要求3的裝置，其特征為，該裝置包括一個用來容納和排出被破碎的有機物的外殼，該外殼至少圍住旋轉支承的圓盤(2)作為一側敞口的環形通道(14)，喂料裝置(7)連接在圓筒形外殼(8)上并至少在排出有機物的圓盤(2)的范圍內與圓盤平面成一銳角。
17．按權利要求1的裝置，其特征為，旋轉支承的圓盤(2)的旋轉驅動裝置(3)可選擇地在兩個旋轉方向內工作。
18．按權利要求1的裝置，其特征為，設置有傳感器裝置(71)來探測運行過程中該裝置的振動，并在該振動超過預定的極限值時，該裝置的驅動裝置(3，11)停止。
19．按權利要求1的裝置，其特征為，設置了傳感器裝置(70)來探測旋轉支承圓盤(2)在旋轉驅動過程中的有效轉矩，以及設置了與傳感器裝置(70)有效連接的控制裝置(75)來把喂料裝置(7)的喂料效率調節一個相當于該轉矩一個預定值的數值。
全文摘要
破碎水果用的一種磨碎機,具有一個帶若干磨碎元件(4)的旋轉支承的圓盤(2)和一個帶一臺螺旋輸送機(6)的用來把水果運送到圓盤(2)的喂料裝置(7)。在喂料裝置(7)和圓盤(2)之間有一個可調寬度的縫隙(19)。通過縫隙(19)以及螺旋輸送機(6)和圓盤(2)的轉速的獨立控制使被破碎的水果的糊狀果漿結構達到了很好地適應各種水果以及這種果漿的隨后的加工。
文檔編號B02C18/06GK1294498SQ00800138
公開日2001年5月9日 申請日期2000年1月21日 優先權日1999年2月11日
發明者M·克勒 申請人:布克-蓋耶股份公司