一种新型机械滚筒脱壳装置的研究

江锐

摘要：提出了整体分解然后进行滚筒气力循环式脱壳的新型机械总体结构方案，筛选脱壳与气力输送工作原理。进行了整体分解装置，滚筒脱壳装置，清选装置和传动系统等关键工作部件的结构设计。脱壳试验结果表明： 适宜有一定含水率，较大型的连体果实脱壳。该装置先进行连体分解，然后进行滚筒去壳，效率高。

关键词：脱壳装置；连体果实；滚筒；筛选装置

荚果在机械脱壳过程中普遍存在损伤率高，脱净率低与损失严重等问题，其不仅直接影响农产品的收入，还关系到果实后续加工质量和成本，同时损伤的果实仁，缺少完整的衣皮保护，黄曲霉毒菌非常容易侵染果实，存有潜在的危害。

1.现有破壳装置的特点

为解决农产品脱壳机存在的问题，科技人员在脱壳方法，脱壳机设计等方面进行了大量研究。现在应用较为广泛的机械脱壳方法有： 撞击法、碾搓法、剪切法、挤压法和撕搓法。一般采用封闭的纹杆滚筒和圆钢条栅条凹板进行了脱壳研究，但脱壳破碎率较高。目前，普遍应用的卧式单滚筒脱壳机，其滚筒和凹板之间间隙与凹板筛栅条间隙固定，对不同品种与外形的果实适应性差、造成损伤率高、脱净率低。针对上述问题，在脱壳及损伤机理研究基础上，本文设计先分解再应用滚筒气力循环式脱壳机，实现分解后滚筒脱壳，效率高，破坏率明显降低。

2.整体结构与工作原理

先分解再进行滚筒气力循环式脱壳机由圆盘分解装置、电动机、机架、喂料斗、一次脱壳滚筒与凹板筛（一次脱壳装置） 振动筛与风机配合式清选装置气力输送装置（ 风机与输送风筒）等构成，其整体结构配置如图1所示，脱壳机工作原理与工作过程如图2所示脱壳机启动之后，物料从喂料斗喂入，受一次脱壳滚筒打板的冲击剪切和挤压，以及物料之间和物料与凹板筛之间的挤压摩擦与揉搓等作用，经过脱壳滚筒的不断循环打击而使物料壳开裂和破碎，物料仁与物料壳自然分离。

图1 图2

3.关键部件设计

先分解再进行滚筒气力循环式脱壳机关键装置是分解装置，脱壳装置，气力清选装置和风筛振动分选装置。总体脱壳装置通过分解装置和脱壳装置进行物料的精确脱壳，决定了物料脱净率，物料仁破碎率，物料仁损失率和脱壳效率等。气力清选装置将物料脱壳装置脱出物中的物料碎壳清选出来。风筛振动分选装置通过鱼鳞式振动筛和气力综合作用，将物料仁和未脱净的荚果分出，未脱净的荚果通过送料风机气流的作用送至二次脱壳滚筒继续脱壳。脱壳装置主要由脱壳滚筒和凹板筛组成，因此影响物料脱净率，物料仁破碎率，物料仁损失率及脱壳效率的主要因素包括滚筒转速，凹板筛栅条间隙及滚筒直径。考虑到结构及效率，设计的一次和二次脱壳滚筒直径分别为200㎜和75㎜，凹板筛栅条间隙分别为10㎜和8㎜。

因花生脱壳时受力复杂，因此取理想情况，根据动能定理，则有

4.组合分选装置设计

组合分选装置是先分解再滚筒气力循环式脱壳机的关键部件之一，其不但需要及时地将物料仁与碎壳清选出来，还要将物料仁与一次脱壳滚筒未能脱壳，外形較小的荚果分选出来，以便通过气力输送装置将荚果送至二次脱壳滚筒进行二次脱壳。组合分选装置主要由气力清选装置及风筛振动分选装置构成。当电动机启动后，风筛风机，分选风机和传动轴在胶带轮的带动下转动，振动筛在偏心轮带动下由平行四杆机构实现往复振动。从凹板筛落下的物料中，物料碎壳在分选风机气流的作用下通过碎壳溜槽被吹出机外。

5.传动系统设计

其传动路线是固定的。风筛风机及其胶带轮和送料风机共用一根轴，一次脱壳滚筒，一次脱壳滚筒链轮和一次脱壳滚筒胶带轮共用同一根轴。电动机启动之后，电动机，胶带轮带动风筛风机胶带轮转动，风筛风机胶带轮带动偏心轮轴胶带。

6.结论

6.1设计了先分解再滚筒气力循环式脱壳机，采用双滚筒循环脱壳原理，实现了循环二次脱壳，提高了对品种与荚果外形的适用性，提高了物料脱净率与脱壳效率，降低了物料仁破碎率和损失率。

6.2该机分选装置由气力清选装置与风筛振动分选装置组合，气力清选装置将脱出物中的物料壳选出，风筛振动分选装置将物料仁与未脱壳的荚果分选出来，有效地提高了分选与清选效果。

6.3对研制的样机进行的脱壳性能试验结果表明，该脱壳机在荚果喂入量在15～20㎏/min条件下，一次脱壳滚筒脱壳间隙30㎜、凹板筛栅条间隙8㎜、转速为296r/min，二次脱壳滚筒脱壳间隙20㎜、凹板筛栅条间隙8㎜、转速为362 r/min时，物料脱壳综合指标最优，即脱净率为99.12%，物料仁破碎率为1.82%，物料仁损失率为0.40%，优于行业标准。

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