專利名稱：全果碗式柑橘榨汁機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水果榨汁機(jī)，尤其適用于柑橘類水果的全果高效榨汁。
背景技術(shù)：
天然柑橘果汁風(fēng)味好、營養(yǎng)豐富、易于消化、食用方便，是最受歡迎的果汁飲料之一。由于柑橘類水果的果皮含有不愉快的苦味成分，而不能象普通水果那樣進(jìn)行整果榨汁， 需要有一個果皮與果囊的分離過程，然后再對果囊進(jìn)行榨汁。目前，在世界范圍內(nèi)所流行的柑橘類水果的榨汁方法主要有兩種一是以美國Brown公司為代表的半果柑橘榨汁法，它是先將柑橘剖切為兩半，然后分別對各半果體的果皮與果囊進(jìn)行分離，最后再對果囊進(jìn)行榨汁處理(U. S. Pat. 4，421，021to Holbrook,December 20，1983)。另一是以美國 FMC 公司為代表的全果碗式柑橘榨汁法，該方法主要有兩個帶徑向輻射指爪的半球形上、下榨碗組成，在上、下榨碗底部各附設(shè)有一個環(huán)形的刀片，在下環(huán)形刀片下方與一圓形濾管相連；當(dāng)上、下榨碗相對移動時，碗爪以及上、下環(huán)形刀片與位于碗腔內(nèi)的果體接觸并逐漸產(chǎn)生一定壓力，當(dāng)壓力達(dá)到一定數(shù)值時，上、下環(huán)形刀片分別在果體的上、下方各開出一個圓形切口 ； 隨著上、下榨碗的進(jìn)一步相對移動，迫使果體內(nèi)的果汁、果核和果囊沿著果體下切口進(jìn)入濾管，而果皮從上環(huán)形刀片外圓周與上碗指爪底部圓形孔所形成的空隙中擠出上碗，從而實現(xiàn)果汁、果囊與果皮的分離；再通過對濾管內(nèi)的果囊壓榨，最終獲取所需的果汁而排除果皮、果核和果囊等廢棄物(U. S. Pat. No. 4，376，409to Belk, March 15，1983)。在上述兩種柑橘榨汁方法中，由于后者所榨取的果汁所含有的苦味物質(zhì)較少，又有較高的榨汁效率，因而被較多的制造商所采用。碗式全果柑橘榨汁機(jī)，是通過兩個半球狀的榨碗相對運(yùn)動迫使果皮與果汁、果囊和果核的分離；通過去芯棒對由與兩榨碗相固聯(lián)的兩環(huán)形刀片對果體切下的兩片圓形果皮形成的活塞作用，實現(xiàn)對進(jìn)入濾管內(nèi)的果汁、果囊和果核的榨濾，最終使果汁從濾管壁上的小孔濾出，而使果囊、果核等果渣由中空的去芯棒底部孔內(nèi)排出，最終完成對果體的榨汁過程。在柑橘榨汁過程中，上榨碗與下榨碗的運(yùn)動位置關(guān)系，處于榨碗內(nèi)的上環(huán)形刀片與下環(huán)形刀片的相對位置關(guān)系，以及處于濾管內(nèi)去芯棒上的去芯刀與下環(huán)形刀片的運(yùn)動位置關(guān)系有非常高的要求，這些關(guān)系直接影響果汁的出汁率和果汁的品質(zhì)。由專利ZL200920234988. 2所述，在柑橘水果的榨汁過程中，榨碗和去芯棒的運(yùn)動是分別通過榨汁機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中的共軛凸輪和去芯凸輪驅(qū)動的。凸輪外輪廓是由分段的輪廓曲線組成，以滿足不同柑橘榨汁階段的運(yùn)動要求，各分段的凸輪輪廓曲線在連接點(diǎn)處不僅要求矢徑相等，還要求一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)連續(xù)，即要求各分段曲線在連接點(diǎn)處有相同的位移、速度和加速度，以保證整個榨汁系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。由于各驅(qū)動凸輪的重心不可能與主軸回轉(zhuǎn)軸線重合，必然導(dǎo)致在整個主軸系統(tǒng)上存在著較大的重心偏置。隨著榨汁機(jī)工作速度的提高，這種偏置的主軸重心將產(chǎn)生較大的周期性交變附加載荷，該附加載荷將加速榨汁機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)件的疲勞和斷裂，嚴(yán)重影響榨汁機(jī)工作的平穩(wěn)性和可靠性。[0007]此外，在柑橘果體榨汁循環(huán)過程中，要求在較短的時間區(qū)段內(nèi)使榨碗和去芯棒運(yùn)動較大的行程，這將致使各驅(qū)動凸輪對從動件滾子的驅(qū)動壓力角加大，除了產(chǎn)生所需的壓榨驅(qū)動力之外，還對榨汁機(jī)機(jī)身產(chǎn)生較大側(cè)向力，這對榨汁機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)提出了較高的要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有柑橘榨汁機(jī)的不足，提供一種全果碗式柑橘榨汁機(jī)，提高柑橘榨汁機(jī)的生產(chǎn)率、出汁率，以及提高果汁的品質(zhì)。為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是包括有榨汁系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和機(jī)體，榨汁系統(tǒng)至少包含一個榨汁單元，每個榨汁單元由一對帶指爪的半球形上、下榨碗組成，上榨碗底部設(shè)置有上環(huán)形刀片，下榨碗底部設(shè)置有下環(huán)形刀片，下環(huán)形刀片底部連接有一根圓形濾管，濾管圓周壁上開設(shè)有若干均布小孔，濾管管腔內(nèi)設(shè)置有一根中空可移動的去芯棒，去芯棒上端設(shè)置有一只環(huán)形去芯刀片，下榨碗和下環(huán)形刀片固定于機(jī)體不動，上榨碗和上環(huán)形刀相對于下榨碗以及下環(huán)形刀上下運(yùn)動以實現(xiàn)對果體的壓榨作業(yè)，去芯棒和去芯刀片相對于下環(huán)形刀在濾管內(nèi)上下運(yùn)動以實現(xiàn)對濾管內(nèi)果囊的榨濾作業(yè)，上榨碗和上環(huán)形刀片相對于下榨碗和下環(huán)形刀片以曲線y(t)運(yùn)動規(guī)律對果體作周期性的壓榨運(yùn)動，去芯棒和去芯刀片相對于下環(huán)形刀片以曲線x(t)運(yùn)動規(guī)律對濾管內(nèi)的果囊作周期性的榨濾運(yùn)動，其中y(t)以上極限點(diǎn)開始向下運(yùn)動為時間零點(diǎn)，x(t)以下極限點(diǎn)開始向上運(yùn)動為時間零點(diǎn)；設(shè)一個榨汁循環(huán)時間周期為T，曲線x(t)比曲線y(t)在時間上延遲(0. 40 0. 46) T ；其中上榨碗運(yùn)動曲線y(t)的上極限點(diǎn)Smax位于下環(huán)形刀口上方200-250mm，曲線 y(t)的下極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方6-9mm;曲線y(t)由上料趨近段、果體壓榨段以及快速返回段組成，其中上料趨近段是為送料機(jī)構(gòu)將果體送至下榨碗內(nèi)，其端點(diǎn)應(yīng)滿足位移I0 =Omnuy1 = 102-147mm，速度 y' 0 = 0mm/s、y'工=240_320mm/s，力口速度 y 〃 0 = 28_50m/ s2、y"工=Om/s2 ；果體壓榨段是使上下榨碗對果體進(jìn)行平穩(wěn)壓榨，其端點(diǎn)應(yīng)滿足位移％ =102-147mm、Y1 = 200_250mm，速度 y' 0 = 240_320mm/s、y' ！ = Omm/s，力口速度 y" 0 = Om/s2、y"工=-(7-12)m/s2 ；快速返回段是使上榨碗快速返回上極限點(diǎn)同時又要求避免產(chǎn)生較大的加速度，其端點(diǎn)應(yīng)滿足位移yQ = 200-250mm、yi = Omm，速度y' Q = Omm/s,y' ！ =Omm/s，加速度y" 0 = _(7-12)m/s2、y"丄=28_50m/s2 ；上述三曲線段所占時間比例為 (23-30) % (40-50) % (26-30) % ；曲線x(t)的下極限點(diǎn)Qmax位于下環(huán)形刀口下方162-170mm，上極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方8-16mm，去芯刀運(yùn)動曲線x(t)由上升榨濾段、下降返回段以及底部停留段組成，其上升榨濾段的端點(diǎn)要求為位移& = Omm、X1 = 162-170mm，速度χ' Q = Omm/ s、x' i = Omm/s;加速度x〃 Q = 0m/S2、x〃 i =-O8-50)m/S2 ；下降返回段的端點(diǎn)要求為位移 h = 162-170mm、X1 = Omm，，速度 χ ‘ 0 = Omm/s、χ ‘丄=Omm/s，力口速度 χ 〃 0 =-O8-50)m/s2、χ" ！ = Om/s2 ；底部停留段的端點(diǎn)要求為位移x0 = Omm、X1 = Omm，速度 χ' ο = Omm/s, x' i = Omm/s ；加速度 χ' Q = Om/s2、x〃 = Om/s2 ；各段的時間比例取為 (30-42) % (40-50) % (16-22) % ；為保證榨汁運(yùn)動平穩(wěn)運(yùn)行，要求在曲線y(t)和曲線x(t)中各相鄰曲線段在連接點(diǎn)處有相同的位移、速度和加速度，即WiUiJ =yi+1 (ti+1,0).y' ^tia) = y' i+1 (ti+1,Q)、 Yi (ti，i) — y i+l (ti+i，o) ；(ti，i) — Xi+1 (ti+1，0)、X i (ti,i) — X i+1 (ti+i，o)、X i (^i, =x〃《(ti+u)，其中i為段號，、^和&分別為第i段曲線的起始和終止時間。所述驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸、上驅(qū)動模塊、下驅(qū)動模塊、去芯驅(qū)動模塊、電動機(jī)、減速器，上驅(qū)動模塊包括上導(dǎo)柱和可沿上導(dǎo)柱上下滑動的頂板，下驅(qū)動模塊包括下導(dǎo)柱和可沿下導(dǎo)柱上下滑動的壓力臺，上、下驅(qū)動模塊通過拉桿固定連接，主軸上設(shè)有共軛凸輪，頂板和壓力臺上分別設(shè)有與共軛凸輪滾動接觸的上滾子和下滾子，壓力臺下端通過壓力桿連接上榨碗；去芯驅(qū)動模塊包括設(shè)置在主軸上的去芯凸輪和去芯轉(zhuǎn)接桿，去芯轉(zhuǎn)接桿上端設(shè)置有與去芯凸輪配合的擺桿，去芯轉(zhuǎn)接桿下端依次連接去芯拉桿和去芯梁，去芯梁處于榨汁系統(tǒng)中的去芯棒下方并與其相連；上驅(qū)動模塊、下驅(qū)動模塊和去芯驅(qū)動模塊之間驅(qū)動關(guān)系滿足權(quán)利要求1所述各榨碗和去芯刀運(yùn)動曲線函數(shù)關(guān)系。所述榨汁機(jī)機(jī)體由上、下機(jī)體兩部分組成，上機(jī)體空腔設(shè)置驅(qū)動系統(tǒng)，并附設(shè)有潤滑泵、潤滑油池以及相關(guān)潤滑管路；下機(jī)體包括左、中、右三個腔左、右兩腔設(shè)置有去芯拉桿，中間腔設(shè)置有榨汁系統(tǒng)，中間腔的腰部設(shè)置有一個個安裝下榨碗的榨碗座，榨碗座下方設(shè)置有一個積液盒，積液盒內(nèi)安裝有一根根與下環(huán)形刀片相連的濾管，積液盒的兩端設(shè)置有兩個排液口 ；貫穿上、下兩機(jī)體傳遞運(yùn)動和壓力的壓力桿與機(jī)體之間設(shè)置有密封圈。所述共軛凸輪包括與下滾子接觸的共軛主凸輪和與上滾子接觸的共軛回凸輪，所述共軛主凸輪和共軛回凸輪對稱設(shè)置在主軸中部兩側(cè)，共軛回凸輪設(shè)置在共軛主凸輪內(nèi)側(cè)。所述共軛回凸輪和共軛主凸輪、去芯凸輪各為一對，沿主軸中部由內(nèi)而外依次對稱設(shè)置。固定連接上、下驅(qū)動模塊的拉桿上設(shè)有碟形彈簧，用以自動調(diào)節(jié)和補(bǔ)償主、回凸輪輪廓型線誤差，不致使上下驅(qū)動模塊運(yùn)動時產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。本實用新型通過大量試驗，得出了上下榨碗、上下環(huán)形刀片以及去芯刀片在榨汁過程中的相互運(yùn)動位置關(guān)系，使果汁的出汁率和果汁的品質(zhì)得到了有效的提高。本實用新型與現(xiàn)有柑橘榨汁機(jī)比較，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大大提高了柑橘榨汁生產(chǎn)率、出汁率和果汁品質(zhì)，降低了工作噪聲，提高了凸輪的工作壽命。

圖1為本實用新型的上碗上刀和去芯刀片的運(yùn)動曲線關(guān)系圖。圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為本實用新型的榨汁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型的主軸模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型的上驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型的下驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實用新型的柑橘榨汁機(jī)外觀圖；圖9為本實用新型的機(jī)體結(jié)構(gòu)圖。在圖中，1為去芯梁、2為去芯棒、3為濾管、4為下榨碗、5為上榨碗、6為去芯拉桿、7為下導(dǎo)柱、8為壓力臺、9為背力彈簧、10為去芯凸輪、11為去芯擺桿、12為共軛主凸輪、13 為共軛回凸輪、14為上滾子、15為上導(dǎo)柱、16為頂板、17為拉桿、18為主軸、19為下滾子、20 為去芯轉(zhuǎn)接桿、21為壓力桿、22為減速機(jī)構(gòu)、23為傳動皮帶、24、為驅(qū)動電機(jī)、25、為上環(huán)形刀片、26為下環(huán)形刀片、27為去芯刀片、28為指爪、29為外軸承支座、30為內(nèi)軸承支座、31 為上機(jī)體、32為下機(jī)體。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做詳細(xì)的說明實施例一上榨碗5和上環(huán)形刀片25相對于下榨碗4和下環(huán)形刀片沈以曲線y (t)運(yùn)動規(guī)律對果體作周期性的壓榨運(yùn)動，去芯刀片27相對于下環(huán)形刀片沈以曲線x(t)運(yùn)動規(guī)律對濾管內(nèi)的果囊作周期性的榨濾運(yùn)動，其中y(t)以上極限點(diǎn)開始向下運(yùn)動為時間零點(diǎn)，x(t) 以下極限開始向上運(yùn)動為時間零點(diǎn)；設(shè)一個榨汁循環(huán)時間周期為T，曲線x(t)比曲線y(t) 在時間上延遲0. 44T ；其中上榨碗5運(yùn)動曲線y (t)的上極限點(diǎn)Smax位于下環(huán)形刀口上方224mm，曲線 y(t)的下極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方8mm;曲線y(t)由上料趨近段、果體壓榨段以及快速返回段組成，各段均采用五次多項式曲線，其中上料趨近段是為送料機(jī)構(gòu)將果體送至下榨碗內(nèi)，其端點(diǎn)條件為位移yQ = 匪、Y1 = 132mm，速度y' Q = Omm/s、y' = 265mm/s，加速度y"。= 40.5m/S2、y"工=Om/s2 ；果體壓榨段是使上下榨碗對果體進(jìn)行平穩(wěn)壓榨，其端點(diǎn)條件為位移 yQ = 132匪、yi = 232匪，速度 y' 0 = 265mm/s,y' = (kim/s，加速度 y 〃 0 =0m/s2、y"工=-9. 4m/s2，其中上榨碗5剛勻速向下運(yùn)動實現(xiàn)壓榨，待壓榨結(jié)束時，上榨碗 5減速運(yùn)動以便實現(xiàn)和快速返回段的過渡；快速返回段是使上榨碗5快速返回上極限點(diǎn)同時又要求避免產(chǎn)生較大的加速度，其端點(diǎn)條件為位移％ = 232mm、Yl = Omm，速度y' ^ = Omm/s,y'工=Omm/s，加速度y" 0 =-9. 4m/s2、y“ i = 40. 5m/s2 ；上述三曲線段所占時間比例為 25% 47% 28% ；曲線x(t)的下極限點(diǎn)Qmax位于下環(huán)形刀口下方164mm，上極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方10mm，去芯刀片27運(yùn)動曲線x(t)由上升榨濾段、下降返回段以及底部停留段組成，其上升榨濾段的端點(diǎn)要求為位移 =O謹(jǐn)、X1 = 164謹(jǐn)，速度χ' Q = Omm/s,χ' = (tom/s ； 加速度x〃。= Om/s2、χ" 1 = -41m/s2 ；下降返回段的端點(diǎn)要求為位移 =164mm、X1 = Omm，，速度 χ' ο = Omm/s,χ'工=Omm/s，加速度 χ" 0 = _41m/s2、x" = Om/s2 ；底部停留段的端點(diǎn)要求為位移 =(Mrnux1 = 0謹(jǐn)，速度χ' Q = Omm/s，x' = (kim/s ；加速度χ" 0 =Om/s2, χ" ！ = Om/s2 ；各段的時間比例取為 36% 44% 20% ；本實施例滿足曲線y(t)和曲線x(t)中各相鄰曲線段在連接點(diǎn)處有相同的位移、 速度和加速度要求，即Yi(L1) = yw(ti+1,Q)、y' ^tia) = y' w (ti+1,Q)、y 〃 ^tia)= y i+l (ti+i，o) ；Xi (ti，i) — Xi+1 (ti+i，o)、X i (ti，i) — X i+1 、X i ^i, — X i+1 ^i+l, 0)，其中i為段號，、…和tu分別為第i段曲線的起始和終止時間。實施例二曲線χ (t)比曲線y (t)在時間上延遲0. 416T。上榨碗5運(yùn)動曲線y(t)的上極限點(diǎn)Smax位于下環(huán)形刀口上方234mm，曲線y(t)的下極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方8mm ；上料趨近曲線段端點(diǎn)條件為位移y(l = 0mm、Yl = 142mm，速度 y' 0 = Omm/s, y' : = 275mm/s，加速度 y〃 Q = 42m/s2、y〃 = Om/s2 ；果體壓榨曲線段端點(diǎn)條件為位移yQ = 142mm、yi = 242mm，速度y' Q = 275mm/s、y' ！ = Omm/ s，加速度y〃 Q = 0m/s2、y〃 i =-10. 2m/s2，其中上榨碗5剛勻速向下運(yùn)動實現(xiàn)壓榨，待壓榨結(jié)束時，上榨碗5減速運(yùn)動以便實現(xiàn)和快速返回段的過渡；快速返回曲線段端點(diǎn)條件為 位移 y。= 242mm、yi = Omm,速度 y' 0 = Omm/s、y' ！ = Omm/s，加速度 y〃 = -10. 2m/s2、 y" ! = 42m/s2 ；該三曲線段所占時間比例為 46% 28% ；曲線x(t)的下極限點(diǎn)Qmax位于下環(huán)形刀口下方167mm，上極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方13mm，去芯刀片27運(yùn)動曲線x(t)由上升榨濾段、下降返回段以及底部停留段組成，上升榨濾曲線段的端點(diǎn)要求為位移x0 = Omm、Xl = 167mm，速度χ' ^ = Omm/s,χ' ！ = Omm/ s ；加速度χ" Q = Om/s2、χ" 1 = -36m/s2 ；下降返回段的端點(diǎn)要求為位移 =167mm、X1 = Omm"速度 χ' ο = Omm/s、χ'丄=Omm/s，加速度 x〃 Q = _36m/s2、x〃 丄=Om/s2 ；底部停留段的端點(diǎn)要求為位移x0 = Omm、Xl = Omm，速度χ' Q = Omm/s,χ' ！ = Omm/s ；加速度 x〃 Q = Om/s2, χ" ！ = Om/s2 ；各段的時間比例取為 39% 41% 20% ；本實施例滿足曲線y(t)和曲線x(t)中各相鄰曲線段在連接點(diǎn)處有相同的位移、 速度和加速度要求。實施例三曲線χ (t)比曲線y (t)在時間上延遲0. 46T。上榨碗5運(yùn)動曲線y(t)的上極限點(diǎn)Smax位于下環(huán)形刀口上方216mm，曲線y(t) 的下極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方6mm;上料趨近曲線段端點(diǎn)條件為位移y(l = Omm、Yl = 116mm，速度 y' 0 = Omm/s,y' : = 280mm/s，加速度 y〃 0 = 36m/s2、y" : = Om/s2 ；果體壓榨曲線段端點(diǎn)條件為位移yQ = 116謹(jǐn)、yi = 216謹(jǐn)，速度y' Q = 280mm/s、y' ！ = Omm/s, 加速度y〃 Q = 0m/s2、y" i = -8. 9m/s2，其中上榨碗5剛勻速向下運(yùn)動實現(xiàn)壓榨，待壓榨結(jié)束時，上榨碗5減速運(yùn)動以便實現(xiàn)和快速返回段的過渡；快速返回曲線段端點(diǎn)條件為位移 y0 = 216mm、Y1 = Omm,速度 y' 0 = Omm/s、y'丄=Omm/s,力口速度 y 〃 0 =-8. 9m/s2、y 〃 工 =36m/s2 ；該三曲線段所占時間比例為30% 42% 28% ；曲線x(t)的下極限點(diǎn)Qmax位于下環(huán)形刀口下方162mm，上極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方8mm，去芯刀片27運(yùn)動曲線x(t)由上升榨濾段、下降返回段以及底部停留段組成，上升榨濾曲線段的端點(diǎn)條件為位移 =Omm、Xl = 162mm，速度χ' ^ = Omm/s,χ' ！ = Omm/ s ；加速度χ" Q = Om/s2、χ" 1 = -43m/s2 ；下降返回段的端點(diǎn)要求為位移 =162mm、X1 = Omm"速度 χ' ο = Omm/s、χ'丄=Omm/s，加速度 x〃 Q = _43m/s2、x〃 丄=Om/s2 ；底部停留段的端點(diǎn)要求為位移x0 = Omm、Xl = Omm，速度χ' Q = Omm/s,χ' ！ = Omm/s ；加速度 x〃 Q = Om/s2, χ" ！ = Om/s2 ；各段的時間比例取為 36% 42% 22% ；本實施例滿足曲線y(t)和曲線x(t)中各相鄰曲線段在連接點(diǎn)處有相同的位移、 速度和加速度要求。本實用新型為了保證上述實施例中上環(huán)形刀片25、下環(huán)形刀片沈和去芯刀片27 之間的位置關(guān)系，采用以下具體結(jié)構(gòu)形式本實用新型所提供的全果碗式柑橘榨汁機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及其工作原理如圖1 圖5 所示，主要包括榨汁系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和機(jī)體，此外還包含榨汁機(jī)的潤滑系統(tǒng)、水噴灑清洗系統(tǒng)、護(hù)罩蓋板、果汁液輸送系統(tǒng)、果皮油提取系統(tǒng)、果皮果渣清除系統(tǒng)等。榨汁機(jī)的榨汁系統(tǒng)設(shè)置于下機(jī)體32的中部，平行橫向排列有3-8個榨汁單元，每個榨汁單元由帶若干徑向輻射指爪觀的一對半球形上榨碗5和下榨碗4組成，下榨碗4固聯(lián)在下機(jī)體32上，上榨碗5經(jīng)壓力桿21與移動壓力臺8相連接，由驅(qū)動系統(tǒng)中的兩對相互共軛的共軛主凸輪12和共軛回凸輪13驅(qū)動壓力臺8上、下運(yùn)動，從而帶動上榨碗5相對于下榨碗4進(jìn)行上、下運(yùn)動；在上榨碗5的底部設(shè)置有一只環(huán)形的上環(huán)形刀25，在下榨碗4的底部設(shè)置有一只環(huán)形的下環(huán)形刀片26，上環(huán)形刀片25的外圓周與上榨碗5各指爪觀底部所形成的圓孔保持有一個適當(dāng)間隙，以作為壓榨時果皮的分離通道，下環(huán)形刀片26的底部連接有一根圓形濾管3，在濾管3的圓周壁上開設(shè)有若干均布小孔，在濾管3的管腔內(nèi)設(shè)置有一根可移動的中空去芯棒2，在去芯棒2的上端設(shè)置有一只環(huán)形去芯刀片27，在去芯棒2 下端與一橫臥的去芯梁1相連，去芯梁1由驅(qū)動系統(tǒng)中的去芯凸輪10和背力彈簧9的驅(qū)動實現(xiàn)上、下運(yùn)動，從而帶動去芯棒2在濾管3內(nèi)上、下滑動。榨汁機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)置于上機(jī)體31的內(nèi)腔，由主軸18、上驅(qū)動模塊、下驅(qū)動模塊、 驅(qū)動電動機(jī)M以及減速機(jī)構(gòu)22、傳動皮帶23組成。上驅(qū)動模塊包括上導(dǎo)柱15和可沿上導(dǎo)柱15上、下滑動的頂板16 ；下驅(qū)動模塊包括下導(dǎo)柱7和可沿下導(dǎo)柱7上下滑動的壓力臺 8，壓力臺8通過壓力桿21固聯(lián)著各個上榨碗5 ；上、下驅(qū)動模塊通過拉桿17固定連接；在主軸18上左、右對稱設(shè)置有兩對共軛凸輪，其中的兩只共軛的共軛主凸輪12通過設(shè)置在壓力臺8兩端的下滾子19驅(qū)動著壓力臺8向下運(yùn)動，兩只共軛回凸輪13通過設(shè)置在頂板16 上的上滾子14驅(qū)動著壓力臺8向上運(yùn)動，從而帶動著各個上榨碗5相對于下榨碗4進(jìn)行壓榨運(yùn)動；在主軸18的兩端對稱設(shè)置有兩個去芯凸輪10，通過去芯擺桿11、背力彈簧9經(jīng)去芯轉(zhuǎn)接桿20和去芯拉桿6驅(qū)動去芯梁1上、下運(yùn)動，從而由去芯梁1帶動各個去芯棒2在各自的濾管3內(nèi)上、下滑動。榨汁機(jī)的機(jī)體由上、下兩部分組成，上機(jī)體31內(nèi)腔是用于驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)置，并附設(shè)有潤滑泵、潤滑油池以及相關(guān)潤滑管路。下機(jī)體32包括左、中、右三個工作腔左、右兩腔內(nèi)用于連接去芯梁1的去芯拉桿6設(shè)置；中間腔為果汁壓榨腔，主要用于榨汁系統(tǒng)的設(shè)置， 在中間腔的腰部設(shè)置有一個個安裝下榨碗4的榨碗座，榨碗座下方設(shè)置有一個積液盒，積液盒內(nèi)安裝有一根根與各榨汁單元環(huán)形下環(huán)形刀26相連的濾管3，在積液盒的兩端設(shè)置有兩個排液口。在貫穿上、下兩機(jī)體傳遞運(yùn)動和壓力的壓力桿21與機(jī)體之間設(shè)置有密封圈， 以防止上機(jī)體31內(nèi)腔內(nèi)的潤滑油滲入下機(jī)體32的果汁榨汁區(qū)，污染所榨取的果汁。在榨汁機(jī)主軸18上位于兩共軛主凸輪12兩側(cè)設(shè)置有外軸承支座四和內(nèi)軸承支座30，在內(nèi)軸承支座30上方設(shè)置一只圓形孔以作為上導(dǎo)柱15的支承底孔，在外軸承支座 29下方設(shè)置一個圓形孔以作為下導(dǎo)柱7的支承孔。圖1以圖示方式說明了本實用新型的上榨碗5和上環(huán)形刀25的運(yùn)動曲線、去芯刀 27運(yùn)動曲線、以及上述兩運(yùn)動曲線的相位關(guān)系。本實用新型的榨碗運(yùn)動曲線由上果趨近、果體壓榨以及快速返回三條分段曲線組成。在一個360°的榨汁周期內(nèi)視果體的大小，上果趨近段占有80-120°時間區(qū)段、果體壓榨段占有150-190°時間區(qū)段、快速返回段占有90-120°時間區(qū)段，以保證果體有充分的上料和壓榨時間，以及將壓力角控制在所允許的范圍內(nèi)。各分段運(yùn)動曲線均為五次多項式函數(shù)-.1 = ai0+ant+ai2t2+ai3t3+ai4t4+ai5t5, tij0 彡 t 彡 ，其中 i 為段號，和分別為第i段曲線的起始和終止時間。去芯刀片27運(yùn)動曲線由底部停留、擠榨濾汁以及下降返回三條分段曲線組成。 底部停留段占有60-90°時間區(qū)段、擠榨濾汁段占有110-150°時間區(qū)段、下降返回占有 140-180°時間區(qū)段，可滿足果囊果汁順暢進(jìn)入濾管3，并有足夠擠榨過濾時間。同樣，去芯刀片27各分段運(yùn)動曲線均為五次多項式函數(shù)y = ai(1+ailt+ai2t2+ai3t3+ai4t4+ai5t5。本實用新型的榨碗運(yùn)動曲線與去芯刀片27運(yùn)動曲線，兩者在凸輪相位上保持有一個順時針20-30°相位差關(guān)系。為了獲得上榨碗5和去芯刀片27各分段理想的運(yùn)動曲線，需給各分段曲線的端點(diǎn)條件，包括位移量％(、,。)，ydD、速度y' ^tii0), y' i (、)和加速度y 〃 ^tii0), y" ^aia).為保證曲線在連接點(diǎn)處的連續(xù)性，還要求兩相鄰曲線段以及整條曲線的首末兩點(diǎn)不僅要求有相同的位移量，還要求有相同的運(yùn)動速度和加速度，即WiUiil) =yi+1 (ti+1, o)、y' i(tia) = y' i+i(ti+1,0) > y" ^tijl) = y" i+1(ti+lj0) ；y3(t3jl) = Y1Ulj0), y' 3(t3jl) =y' iDV 3(t3>1) = y" Α,ο)。按照上述榨碗和去芯刀片27運(yùn)動曲線要求，完成本實用新型驅(qū)動系統(tǒng)中共軛凸輪和去芯凸輪10的輪廓設(shè)計。由兩對共軛的共軛主凸輪12和共軛回凸輪13驅(qū)動上榨碗5 相對于下榨碗4完成果體的壓榨運(yùn)動，由去芯凸輪10驅(qū)動去芯刀片27在濾管3完成對果囊的擠榨濾汁任務(wù)。榨碗運(yùn)動曲線與去芯刀片27運(yùn)動曲線的20-30°相位差是通過共軛主凸輪12和共軛回凸輪13與去芯凸輪10在主軸18安裝的相位差來保證。上述榨碗和去芯刀片27運(yùn)動也可以應(yīng)用其他形式的驅(qū)動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。由圖2所示，本實用新型的柑橘榨汁機(jī)在一個榨汁循環(huán)中包括如下的動作階段 榨汁開始共軛主凸輪12位于零位，上榨碗5、上環(huán)形刀片25位于曲線的上極限位置；去芯刀片27處于下降返回階段的某位置。 上果趨近階段榨汁機(jī)上料機(jī)構(gòu)將柑橘果體快速送進(jìn)每個下榨碗4，上榨碗5在共軛主凸輪12的驅(qū)動下快速向下榨碗4趨近；去芯刀片27在去芯凸輪10的驅(qū)動下，運(yùn)動到濾管3的最底部，并停留在底部，為果囊進(jìn)入濾管3留下最大空間。 果體壓榨階段上碗指爪觀接觸果體，并逐漸對果體施加一定壓力，當(dāng)壓力達(dá)到一定數(shù)值時，下環(huán)形刀片26在果體的下方切開一個圓形切口，上環(huán)形刀片25在果體上方切開一個圓形切口，隨著上榨碗5的進(jìn)一步向下運(yùn)動，迫使果體內(nèi)的果汁、果核和果囊沿著果體下切口進(jìn)入濾管3，而果皮則從上榨碗指爪觀與上環(huán)形刀片25外圓周形成的縫隙中擠出上榨碗5，直至上榨碗5、上環(huán)形刀片25到達(dá)下極限位置，果汁、果核和果囊完全進(jìn)入濾管 3，從而完成果汁、果囊與果皮的分離；當(dāng)上榨碗5、上環(huán)形刀片25接近下環(huán)形刀片沈時，去芯刀片27開始緩慢上升。 擠榨濾汁階段在果體壓榨結(jié)束階段，下環(huán)形刀片沈伸入上環(huán)形刀片25內(nèi)，并使由上環(huán)形刀片25切出的圓形果皮交換至下環(huán)形刀片沈內(nèi)孔內(nèi)，這樣在濾管3的果囊完全處于下圓形果皮與上圓形果皮之間，此時去芯刀片27快速上移，借助于上、下兩圓形果皮的活塞作用對果囊進(jìn)行快速的擠榨濾汁，當(dāng)去芯刀片27到達(dá)上極限位置時，擠榨濾汁過程結(jié)束，果渣在內(nèi)壓力作用下，通過去芯棒2內(nèi)孔從去芯棒2下端排出。榨汁循環(huán)結(jié)束去芯刀片27在去芯凸輪10作用下下降返回；上榨碗5、上環(huán)形刀片25在共軛回凸輪13驅(qū)動下快速上升直至上極限位置，下一輪榨汁循環(huán)做準(zhǔn)備。
權(quán)利要求1.一種全果碗式柑橘榨汁機(jī)，包括有榨汁系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和機(jī)體，榨汁系統(tǒng)至少包含一個榨汁單元，每個榨汁單元由一對帶指爪的半球形上、下榨碗組成，上榨碗底部設(shè)置有上環(huán)形刀片，下榨碗底部設(shè)置有下環(huán)形刀片，下環(huán)形刀片底部連接有一根圓形濾管，濾管圓周壁上開設(shè)有若干均布小孔，濾管管腔內(nèi)設(shè)置有一根中空可移動的去芯棒，去芯棒上端設(shè)置有一只環(huán)形去芯刀片，下榨碗和下環(huán)形刀片固定于機(jī)體不動，上榨碗和上環(huán)形刀相對于下榨碗以及下環(huán)形刀作上下運(yùn)動以實現(xiàn)對果體的壓榨作業(yè)，去芯棒和去芯刀片相對于下環(huán)形刀在濾管內(nèi)作上下運(yùn)動以實現(xiàn)對濾管內(nèi)果囊的榨濾作業(yè)，其特征在于上榨碗和上環(huán)形刀片相對于下榨碗和下環(huán)形刀片以曲線y(t)運(yùn)動規(guī)律對果體作周期性的壓榨運(yùn)動，去芯棒和去芯刀片相對于下環(huán)形刀片以曲線χ(t)運(yùn)動規(guī)律對濾管內(nèi)的果囊作周期性的榨濾運(yùn)動，其中y(t)以上極限點(diǎn)開始向下運(yùn)動為時間零點(diǎn)，x(t)以下極限開始向上運(yùn)動為時間零點(diǎn)；設(shè)一個榨汁循環(huán)時間周期為T，曲線x(t)比曲線y (t)在時間上延遲(0. 40 0. 46) T ；其中上榨碗運(yùn)動曲線y(t)的上極限點(diǎn)^liax位于下環(huán)形刀口上方200-250mm，曲線y(t) 的下極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方6-9mm;曲線y(t)由上料趨近段、果體壓榨段以及快速返回段組成，其中上料趨近段是為送料機(jī)構(gòu)將果體送至下榨碗內(nèi)，其端點(diǎn)應(yīng)滿足位移％ = 0mm、Y1 = 102-147mm，速度 y' 0 = Omm/s、y' ！ = 240_320mm/s，力口速度 y" 0 = 28_50m/ s2、y" ！ = Om/s2 ；果體壓榨段是為了保證上下榨碗能夠?qū)w進(jìn)行平穩(wěn)壓榨，其端點(diǎn)應(yīng)滿足位移 J0 = 102-147^^! = 200-250mm，速度 y' 0 = 240_320mm/s、y ‘ ！ = Omm/s，力口速度y〃 0 = Om/s2、y"工=-(7_12)m/S2 ；快速返回段是使上榨碗快速返回上極限點(diǎn)同時又要求避免產(chǎn)生較大的加速度，其端點(diǎn)應(yīng)滿足位移yQ = 200-250mm、Y1 = 0mm，速度y'。= Omm/s,y'工=Omm/s，加速度 y" 0 =-(7-12)m/s^y" i = 28_50m/s2 ；上述三曲線段所占時間比例為(23-30) % (40-50) % (26-30) % ；曲線x(t)的下極限點(diǎn)Qmax位于下環(huán)形刀口下方162-170mm，上極限點(diǎn)位于下環(huán)形刀口下方8-16mm，去芯刀運(yùn)動曲線x(t)由上升榨濾段、下降返回段以及底部停留段組成，其上升榨濾段的端點(diǎn)要求為位移、=0mm、X1 = 162-170mm，速度χ'。= Omm/s、χ' 1 = Omm/s;加速度x〃 Q = 0m/S2、X〃 i =-O8-50)m/S2 ；下降返回段的端點(diǎn)要求為位移& =162-170mm、X1 = Omm,，速度 χ ‘ 0 = Omm/s、χ'丄=Omm/s，力口速度 χ 〃 0 =-(28-50) m/s2、X〃 i =。!!!/^2;底部停留段的端點(diǎn)要求為位移h = 0mm、Xl = 0mm，速度χ' 0 =Omm/s, χ ‘ = Omm/s ；加速度 χ" Q = Om/s2，χ 〃 = Om/s2 ；各段的時間比例取為 (30-42) % (40-50) % (16-22) % ；要求曲線y(t)和曲線x(t)中各相鄰曲線段在連接點(diǎn)處有相同的位移、速度和加速度， 即YiUiJ = yi+i(ti+1,0) > y' ^tijl) = y' i+i(ti+1,0) > ι" ^tijl) = y" i+1(ti+1,0) ；XiUia) =Xi+1(ti+1,。)、x' ^tijl) = χ' i+1(ti+1,。)、x〃 ^tijl) = χ" i+1(ti+1,。)，其中 i 為段號，、,0 和ty分別為第i段曲線的起始和終止時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全果碗式柑橘榨汁機(jī)，其特征在于，驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸、上驅(qū)動模塊、下驅(qū)動模塊、去芯驅(qū)動模塊、電動機(jī)、減速器，上驅(qū)動模塊包括上導(dǎo)柱和可沿上導(dǎo)柱上下滑動的頂板，下驅(qū)動模塊包括下導(dǎo)柱和可沿下導(dǎo)柱上下滑動的壓力臺，上、下驅(qū)動模塊通過拉桿固定連接，主軸上設(shè)有共軛凸輪，頂板和壓力臺上分別設(shè)有與共軛凸輪滾動接觸的上滾子和下滾子，壓力臺下端通過壓力桿連接上榨碗；去芯驅(qū)動模塊包括設(shè)置在主軸上的去芯凸輪和去芯轉(zhuǎn)接桿，去芯轉(zhuǎn)接桿上端設(shè)置有與去芯凸輪配合的擺桿，去芯轉(zhuǎn)接桿下端依次連接去芯拉桿和去芯梁，去芯梁處于榨汁系統(tǒng)中的去芯棒下方并與其相連；上驅(qū)動模塊、下驅(qū)動模塊和去芯驅(qū)動模塊之間驅(qū)動關(guān)系滿足權(quán)利要求1所述各榨碗和去芯刀運(yùn)動曲線函數(shù)關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全果碗式柑橘榨汁機(jī)，其特征在于，榨汁機(jī)機(jī)體由上、下機(jī)體兩部分組成，上機(jī)體空腔內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動系統(tǒng)，并附設(shè)有潤滑泵、潤滑油池以及相關(guān)潤滑管路；下機(jī)體包括左、中、右三個腔左、右兩腔設(shè)置有去芯拉桿，中間腔設(shè)置有榨汁系統(tǒng)，中間腔的腰部設(shè)置有一個個安裝下榨碗的榨碗座，榨碗座下方設(shè)置有一個積液盒，積液盒內(nèi)安裝有一根根與下環(huán)形刀片相連的濾管，積液盒的兩端設(shè)置有兩個排液口 ；貫穿上、下兩機(jī)體傳遞運(yùn)動和壓力的壓力桿與機(jī)體之間設(shè)置有密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全果碗式柑橘榨汁機(jī)，其特征在于，所述共軛凸輪包括與下滾子接觸的共軛主凸輪和與上滾子接觸的共軛回凸輪，所述共軛主凸輪和共軛回凸輪對稱設(shè)置在主軸中部兩側(cè)，共軛回凸輪設(shè)置在共軛主凸輪內(nèi)側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全果碗式柑橘榨汁機(jī)，其特征在于，所述共軛回凸輪和共軛主凸輪、去芯凸輪各為一對，沿主軸中部由內(nèi)而外依次對稱設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全果碗式柑橘榨汁機(jī)，其特征在于，固定連接上、下驅(qū)動模塊的拉桿上設(shè)有碟形彈簧。
專利摘要本實用新型涉及一種全果碗式柑橘榨汁機(jī)。本實用新型通過大量試驗，得出了上下榨碗、上下環(huán)形刀片以及去芯刀片在榨汁過程中的相互運(yùn)動位置關(guān)系，使果汁的出汁率和果汁的品質(zhì)得到了有效的提高。本實用新型與現(xiàn)有柑橘榨汁機(jī)比較，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大大提高了柑橘榨汁生產(chǎn)率、出汁率和果汁品質(zhì)，降低了工作噪聲，提高了驅(qū)動系統(tǒng)的工作壽命。
文檔編號A47J19/02GK202146193SQ20102057369
公開日2012年2月22日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者張廣明, 王隆太, 項余建 申請人:揚(yáng)州福爾喜果蔬汁機(jī)械有限公司