[實用新型]具有軸向振動旋轉刀具的果蔬糕食品超聲切割裝置

有效

• 申請號: 201220686441.8
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN202964721U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 黃葦;葉盛英;羅樹燦;李遠志;柳雪姣
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B26D1/15
• 分類號: B26D1/15;B26D7/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 歐陽凱;靳榮舉

技術領域

本實用新型涉及食品加工領域，具體涉及一種具有軸向振動旋轉刀具的果蔬糕食品超聲切割裝置。

背景技術

果蔬糕是由水果和蔬菜制成的休閑食品，分為天然果蔬糕和調配果蔬糕兩大類。隨著我國果蔬加工的不斷發展，對利用南方水果生產特色風味的休閑食品要求越來越高。切割是該類食品獲得一定尺寸和形狀的主要方法。傳統切割方式的缺點包括：①粘刀，傳統機械加工在裁切過程中的摩擦和熱效應往往會出現粘刀的現象，造成切割質量下降；②裁切限制，無法切割某些多層不同材料結構的果蔬糕，直接影響產品形狀，最典型的例子如在生產過程進行大量的多層薄脆食用包裝膜材和糕體所組成的果蔬糕的切割。③刀具損耗大，由于切割過程中機械摩擦力大，刀具的損耗很大，維修保養成本提高。

在國外對超聲輔助切割蛋糕、奶酪、面包進行了研究，研究表明，超聲波過程中能夠減小切削力，切割功率、效果明顯好于傳統切割。但國外所進行研究是以刀具垂直往復運動形式裁切的，并不適合于果蔬糕加工。

實用新型內容

本實用新型為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種結構簡單的具有軸向振動旋轉刀具的果蔬糕食品超聲切割裝置，可降低切削力，提高生產效率、對物料的適應性廣，能切割多層不同材料結構的果蔬糕，操作方便。

本實用新型的目的通過以下的技術方案實現：本具有軸向振動旋轉刀具的果蔬糕食品超聲切割裝置，其特征在于：包括超聲波發生器、接線環、碳刷、集流環、集流環支架、換能器、變幅桿、傳振桿和圓片切割刀，所述超聲波發生器通過電線連接接線環，碳刷固定安裝在接線環上，碳刷接觸集流環，集流環固定安裝在集流環支架上，集流環支架通過電線連接換能器，換能器、變幅桿、傳振桿和圓片切割刀依次固定連接。

還包括電動機和空心套筒，所述電動機固定連接換能器，換能器固定安裝在集流環支架的后端，空心套筒固定安裝在集流環支架的前端，變幅桿和傳振桿穿過空心套筒。

所述空心套筒通過兩個圓錐滾子軸承安裝在軸承座內，接線環固定安裝在軸承座的后端。圓錐滾子軸承能夠承受周向力和軸向力。

所述圓片切割刀下方設有工作臺，工作臺上面安裝有砧板。工作臺作往復運動。

所述變幅桿后端通過螺紋連接換能器，傳振桿后端通過螺紋連接變幅桿，圓片切割刀通過楔銷安裝到傳振桿上；空心套筒通過螺桿固定安裝在集流環支架的前端。

所述超聲波發生器的輸出功率不小于2000瓦特，頻率范圍為18~22KHz可調。

所述換能器為直桶型，4塊晶片，諧振頻率為20.20kHz，功率為1250W，直徑Φ為64mm，換能器與變幅桿的總長度為232mm。

所述變幅桿的材料為H13模具鋼，輸出端振幅為18μm。

所述圓片切割刀的直徑60~100mm，旋轉速度32~53轉/分。

所述電動機的型號為YE-B3-50-750-40-A，功率為750瓦特。

本實用新型的工作原理為：

工作前，調整圓片切割刀的刃口到盛放果蔬糕的砧板的縱向距離，使該縱向距離等于果蔬糕的平均厚度。工作時，將果蔬糕平鋪在砧板上，砧板推入工作臺。

然后同時打開超聲波發生器和電動機。超聲波發生器產生20~30kHz的高頻電振動信號，經電線、接線環、碳刷、集流環及集流環支架將超聲頻的電振蕩信號傳入換能器，換能器將電振蕩信號轉換為同頻率的約為0.005~0.01mm機械振動，再通過變幅桿將機械振動進行共振放大到約18~20μm振動和能量，最后由傳振桿將這部分振動和能量傳導至圓片切割刀，圓片切割刀產生軸向振動。換能器、變幅桿、傳振桿、圓片切割刀、空心套筒及集流環支架一方面由電動機帶動繞軸承座中心旋轉，另一方面所產生的超聲振動的振幅沿旋轉中心線的軸向振動。圓片切割刀的旋轉及振動對上述的果蔬糕進行切割。在切割完成之后，由下料系統將已完成切割的果蔬糕下料。

在上述參數下，超聲切割裝置能切割厚度3~5mm的果蔬糕，生產能力500公斤/小時。

本實用新型相對于現有技術具有如下的優點：

1、本具有軸向振動旋轉刀具的果蔬糕食品超聲切割裝置，將超聲振動能量加載在圓片切割刀上，圓片切割刀產生軸向振動，可以有效地擊碎材料的邊界，降低切削力，克服熱效應，解決了粘刀的問題。

2、對物料的適應性廣，能夠切割多層不同材料結構的果蔬糕，切割表面質量明顯改善。

3、切割過程中摩擦力小，刀具損耗小，基本無需維修保養，降低成本，提高生產效率。