全果碗式柑橘榨汁机
专利汇可以提供全果碗式柑橘榨汁机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种全果碗式柑橘榨汁机。本实用新型通过大量试验，得出了上下榨碗、上下环形刀片以及去芯刀片在榨汁过程中的相互运动 位置 关系，使果汁的出汁率和果汁的品质得到了有效的提高。本实用新型与现有柑橘榨汁机比较，简化了系统结构，大大提高了柑橘榨汁生产率、出汁率和果汁品质，降低了工作噪声，提高了驱动系统的工作寿命。，下面是全果碗式柑橘榨汁机专利的具体信息内容。
1.一种全果碗式柑橘榨汁机，包括有榨汁系统、驱动系统和机体，榨汁系统至少包含一
个榨汁单元，每个榨汁单元由一对带指爪的半球形上、下榨碗组成，上榨碗底部设置有上环形刀片，下榨碗底部设置有下环形刀片，下环形刀片底部连接有一根圆形滤管，滤管圆周壁上开设有若干均布小孔，滤管管腔内设置有一根中空可移动的去芯棒，去芯棒上端设置有
一只环形去芯刀片，下榨碗和下环形刀片固定于机体不动，上榨碗和上环形刀相对于下榨
碗以及下环形刀作上下运动以实现对果体的压榨作业，去芯棒和去芯刀片相对于下环形刀
在滤管内作上下运动以实现对滤管内果囊的榨滤作业，其特征在于：
上榨碗和上环形刀片相对于下榨碗和下环形刀片以曲线y(t)运动规律对果体作周期
性的压榨运动，去芯棒和去芯刀片相对于下环形刀片以曲线x(t)运动规律对滤管内的果
囊作周期性的榨滤运动，其中y(t)以上极限点开始向下运动为时间零点，x(t)以下极限开
始向上运动为时间零点；设一个榨汁循环时间周期为T，曲线x(t)比曲线y(t)在时间上延
迟(0.40～0.46)T；
其中上榨碗运动曲线y(t)的上极限点Smax位于下环形刀口上方200-250mm，曲线y(t)
的下极限点位于下环形刀口下方6-9mm；曲线y(t)由上料趋近段、果体压榨段以及快速返
回段组成，其中上料趋近段是为送料机构将果体送至下榨碗内，其端点应满足：位移y0＝
0mm、y1＝102-147mm，速度y′0＝0mm/s、y′1＝240-320mm/s，加速度 y″0＝28-50m/
2 2
s、y″1＝0m/s ；果体压榨段是为了保证上下榨碗能够对果体进行平稳压榨，其端点应满
足：位移y0＝102-147mm、y1＝200-250mm，速度y′0＝240-320mm/s、y′1＝0mm/s，加速
2 2
度y″0＝0m/s、y″1＝-(7-12)m/s ；快速返回段是使上榨碗快速返回上极限点同时又
要求避免产生较大的加速度，其端点应满足：位移y0＝200-250mm、y1＝0mm，速度y′0＝
2 2
0mm/s、y′1＝0mm/s，加速度y″0＝-(7-12)m/s、y″1＝28-50m/s ；上述三曲线段所占
时间比例为(23-30)％∶(40-50)％∶(26-30)％；
曲线x(t)的下极限点Qmax位于下环形刀口下方162-170mm，上极限点位于下环形刀
口下方8-16mm，去芯刀运动曲线x(t)由上升榨滤段、下降返回段以及底部停留段组成，其
上升榨滤段的端点要求为：位移x0＝0mm、x1＝162-170mm，速度x′0＝0mm/s、x′1＝
2 2
0mm/s；加速度x″0＝0m/s、x″1＝-(28-50)m/s ；下降返回段的端点要求为：位移x0
＝162-170mm、x1＝0mm，，速度x′0＝0mm/s、x′1＝0mm/s，加速度x″0＝-(28-50)
2 2
m/s、x″1＝0m/s ；底部停留段的端点要求为：位移x0＝0mm、x1＝0mm，速度x′0
2 2
＝0mm/s，x′1＝0mm/s；加速度x″0＝0m/s，x″1＝0m/s ；各段的时间比例取为
(30-42)％∶(40-50)％∶(16-22)％；
要求曲线y(t)和曲线x(t)中各相邻曲线段在连接点处有相同的位移、速度和加速度，
即：yi(ti，1)＝yi+1(ti+1，0)、y′i(ti，1)＝y′i+1(ti+1，0)、y″i(ti，1)＝y″i+1(ti+1，0)；xi(ti，1)＝xi+1(ti+1，0)、x′i(ti，1)＝x′i+1(ti+1，0)、x″i(ti，1)＝x″i+1(ti+1，0)，其中i为段号，ti，0和ti，1分别为第i段曲线的起始和终止时间。
2.根据权利要求1所述的一种全果碗式柑橘榨汁机，其特征在 于，驱动系统包括主
轴、上驱动模块、下驱动模块、去芯驱动模块、电动机、减速器，上驱动模块包括上导柱和可沿上导柱上下滑动的顶板，下驱动模块包括下导柱和可沿下导柱上下滑动的压力台，上、下驱动模块通过拉杆固定连接，主轴上设有共轭凸轮，顶板和压力台上分别设有与共轭凸轮
滚动接触的上滚子和下滚子，压力台下端通过压力杆连接上榨碗；去芯驱动模块包括设置
在主轴上的去芯凸轮和去芯转接杆，去芯转接杆上端设置有与去芯凸轮配合的摆杆，去芯
转接杆下端依次连接去芯拉杆和去芯梁，去芯梁处于榨汁系统中的去芯棒下方并与其相
连；上驱动模块、下驱动模块和去芯驱动模块之间驱动关系满足权利要求1所述各榨碗和
去芯刀运动曲线函数关系。
3.根据权利要求1所述的全果碗式柑橘榨汁机，其特征在于，榨汁机机体由上、下机
体两部分组成，上机体空腔内设置有驱动系统，并附设有润滑泵、润滑油池以及相关润滑管路；下机体包括左、中、右三个腔：左、右两腔设置有去芯拉杆，中间腔设置有榨汁系统，中间腔的腰部设置有一个个安装下榨碗的榨碗座，榨碗座下方设置有一个积液盒，积液盒内
安装有一根根与下环形刀片相连的滤管，积液盒的两端设置有两个排液口；贯穿上、下两机体传递运动和压力的压力杆与机体之间设置有密封圈。
4.根据权利要求2所述的全果碗式柑橘榨汁机，其特征在于，所述共轭凸轮包括与下
滚子接触的共轭主凸轮和与上滚子接触的共轭回凸轮，所述共轭主凸轮和共轭回凸轮对称
设置在主轴中部两侧，共轭回凸轮设置在共轭主凸轮内侧。
5.根据权利要求4所述的全果碗式柑橘榨汁机，其特征在于，所述共轭回凸轮和共轭
主凸轮、去芯凸轮各为一对，沿主轴中部由内而外依次对称设置。
6.根据权利要求2所述的全果碗式柑橘榨汁机，其特征在于，固定连接上、下驱动模块
的拉杆上设有碟形弹簧。
全果碗式柑橘榨汁机
技术领域
背景技术
榨汁处理(U.S.Pat.4,421,021to Holbrook，December 20，1983)。另一是以美国FMC公司
为代表的全果碗式柑橘榨汁法，该方法主要有两个带径向辐射指爪的半球形上、下榨碗组
成，在上、下榨碗底部各附设有一个环形的刀片，在下环形刀片下方与一圆形滤管相连；当上、下榨碗相对移动时，碗爪以及上、下环形刀片与位于碗腔内的果体接触并逐渐产生一定压力，当压力达到一定数值时，上、下环形刀片分别在果体的上、下方各开出一个圆形切口；
随着上、下榨碗的进一步相对移动，迫使果体内的果汁、果核和果囊沿着果体下切口进入滤管，而果皮从上环形刀片外圆周与上碗指爪底部圆形孔所形成的空隙中挤出上碗，从而实
现果汁、果囊与果皮的分离；再通过对滤管内的果囊压榨，最终获取所需的果汁而排除果
皮、果核和果囊等废弃物(U.S.Pat.No.4,376,409to Belk，March 15，1983)。
形成的活塞作用，实现对进入滤管内的果汁、果囊和果核的榨滤，最终使果汁从滤管壁上的小孔滤出，而使果囊、果核等果渣由中空的去芯棒底部孔内排出，最终完成对果体的榨汁过程。
置关系有非常高的要求，这些关系直接影响果汁的出汁率和果汁的品质。
曲线组成，以满足不同柑橘榨汁阶段的运动要求，各分段的凸轮轮廓曲线在连接点处不仅
要求矢径相等，还要求一阶导数和二阶导数连续，即要求各分段曲线在连接点处有相同的
位移、速度和加速度，以保证整个榨汁系统运行的平稳性。由于各驱动凸轮的重心不可能与主轴回转轴线重合，必然导致在整个主轴系统上存在着较大的重心偏置。随着榨汁机工作
速度的提高，这种偏置的主轴重心将产生较大的周期性交变附加载荷，该附加载荷将加速
榨汁机机械结构件的疲劳和断裂，严重影响榨汁机工作的平稳性和可靠性。
榨驱动力之外，还对榨汁机机身产生较大侧向力，这对榨汁机驱动系统的导向机构提出了
较高的要求。
实用新型内容
芯刀片相对于下环形刀在滤管内上下运动以实现对滤管内果囊的榨滤作业，上榨碗和上环
形刀片相对于下榨碗和下环形刀片以曲线y(t)运动规律对果体作周期性的压榨运动，去
芯棒和去芯刀片相对于下环形刀片以曲线x(t)运动规律对滤管内的果囊作周期性的榨滤
运动，其中y(t)以上极限点开始向下运动为时间零点，x(t)以下极限点开始向上运动为时
间零点；设一个榨汁循环时间周期为T，曲线x(t)比曲线y(t)在时间上延迟(0.40～0.46)
T；
速返回段组成，其中上料趋近段是为送料机构将果体送至下榨碗内，其端点应满足：位移y0＝0mm、y1＝102-147mm，速度y′0＝0mm/s、y′1＝240-320mm/s，加速度y″0＝28-50m/
2 2
s、y″1＝0m/s ；果体压榨段是使上下榨碗对果体进行平稳压榨，其端点应满足：位移y0
＝102-147mm、y1＝200-250mm，速度y′0＝240-320mm/s、y′1＝0mm/s，加速度y″0＝
2 2
0m/s、y″1＝-(7-12)m/s ；快速返回段是使上榨碗快速返回上极限点同时又要求避免产
生较大的加速度，其端点应满足：位移y0＝200-250mm、y1＝0mm，速度y′0＝0mm/s、y′1
2 2
＝0mm/s，加速度y″0＝-(7-12)m/s、y″1＝28-50m/s ；上述三曲线段所占时间比例为
(23-30)％∶(40-50)％∶(26-30)％；
组成，其上升榨滤段的端点要求为：位移x0＝0mm、x1＝162-170mm，速度x′0＝0mm/
2 2
s、x′1＝0mm/s；加速度x″0＝0m/s、x″1＝-(28-50)m/s ；下降返回段的端点要求
为：位移x0＝162-170mm、x1＝0mm，，速度x′0＝0mm/s、x′1＝0mm/s，加速度x″0
2 2
＝-(28-50)m/s、x″1＝0m/s ；底部停留段的端点要求为：位移x0＝0mm、x1＝0mm，速度
2 2
x′0＝0mm/s，x′1＝0mm/s；加速度x′0＝0m/s、x″1＝0m/s ；各段的时间比例取为
(30-42)％∶(40-50)％∶(16-22)％；
上榨碗；去芯驱动模块包括设置在主轴上的去芯凸轮和去芯转接杆，去芯转接杆上端设置
有与去芯凸轮配合的摆杆，去芯转接杆下端依次连接去芯拉杆和去芯梁，去芯梁处于榨汁
系统中的去芯棒下方并与其相连；上驱动模块、下驱动模块和去芯驱动模块之间驱动关系
满足权利要求1所述各榨碗和去芯刀运动曲线函数关系。
侧。
具体实施方式
滤管内的果囊作周期性的榨滤运动，其中y(t)以上极限点开始向下运动为时间零点，x(t)
以下极限开始向上运动为时间零点；设一个榨汁循环时间周期为T，曲线x(t)比曲线y(t)
在时间上延迟0.44T；
返回段组成，各段均采用五次多项式曲线，其中上料趋近段是为送料机构将果体送至下榨
碗内，其端点条件为：位移y0＝0mm、y1＝132mm，速度y′0＝0mm/s、y′1＝265mm/s，加
2 2
速度y″0＝40.5m/s、y″1＝0m/s ；果体压榨段是使上下榨碗对果体进行平稳压榨，其端
点条件为：位移y0＝132mm、y1＝232mm，速度y′0＝265mm/s、y′1＝0mm/s，加速度y″0
2 2
＝0m/s、y″1＝-9.4m/s，其中上榨碗5刚匀速向下运动实现压榨，待压榨结束时，上榨碗
5减速运动以便实现和快速返回段的过渡；快速返回段是使上榨碗5快速返回上极限点同
时又要求避免产生较大的加速度，其端点条件为：位移y0＝232mm、y1＝0mm，速度y′0＝
2 2
0mm/s、y′1＝0mm/s，加速度y″0＝-9.4m/s、y″1＝40.5m/s ；上述三曲线段所占时间
比例为25％∶47％∶28％；
上升榨滤段的端点要求为：位移x0＝0mm、x1＝164mm，速度x′0＝0mm/s、x′1＝0mm/s；
2 2
加速度x″0＝0m/s、x″1＝-41m/s ；下降返回段的端点要求为：位移x0＝164mm、x1＝
2 2
0mm，，速度x′0＝0mm/s、x′1＝0mm/s，加速度x″0＝-41m/s、x″1＝0m/s ；底部停留
段的端点要求为：位移x0＝0mm、x1＝0mm，速度x′0＝0mm/s，x′1＝0mm/s；加速度x″0
2 2
＝0m/s、x″1＝0m/s ；各段的时间比例取为36％∶44％∶20％；
0)，其中i为段号，ti，0和ti，1分别为第i段曲线的起始和终止时间。
2 2
142mm，速度y′0＝0mm/s、y′1＝275mm/s，加速度y″0＝42m/s、y″1＝0m/s ；果体
压榨曲线段端点条件为：位移y0＝142mm、y1＝242mm，速度y′0＝275mm/s、y′1＝0mm/
2 2
s，加速度y″0＝0m/s、y″1＝-10.2m/s，其中上榨碗5刚匀速向下运动实现压榨，待压
榨结束时，上榨碗5减速运动以便实现和快速返回段的过渡；快速返回曲线段端点条件为：
2
位移y0＝242mm、y1＝0mm，速度y′0＝0mm/s、y′1＝0mm/s，加速度y″0＝-10.2m/s、
2
y″1＝42m/s ；该三曲线段所占时间比例为28％∶46％∶28％；
升榨滤曲线段的端点要求为：位移x0＝0mm、x1＝167mm，速度x′0＝0mm/s、x′1＝0mm/
2 2
s；加速度x″0＝0m/s、x″1＝-36m/s ；下降返回段的端点要求为：位移x0＝167mm、x1
2 2
＝0mm，，速度x′0＝0mm/s、x′1＝0mm/s，加速度x″0＝-36m/s、x″1＝0m/s ；底部
停留段的端点要求为：位移x0＝0mm、x1＝0mm，速度x′0＝0mm/s，x′1＝0mm/s；加速度
2 2
x″0＝0m/s，x″1＝0m/s ；各段的时间比例取为39％∶41％∶20％；
2 2
116mm，速度y′0＝0mm/s、y′1＝280mm/s，加速度y″0＝36m/s、y″1＝0m/s ；果体压
榨曲线段端点条件为：位移y0＝116mm、y1＝216mm，速度y′0＝280mm/s、y′1＝0mm/s，
2 2
加速度y″0＝0m/s、y″1＝-8.9m/s，其中上榨碗5刚匀速向下运动实现压榨，待压榨结
束时，上榨碗5减速运动以便实现和快速返回段的过渡；快速返回曲线段端点条件为：位移
2
y0＝216mm、y1＝0mm，速度y′0＝0mm/s、y′1＝0mm/s，加速度y″0＝-8.9m/s、y″1
2
＝36m/s ；该三曲线段所占时间比例为30％∶42％∶28％；
升榨滤曲线段的端点条件为：位移x0＝0mm、x1＝162mm，速度x′0＝0mm/s、x′1＝0mm/
2 2
s；加速度x″0＝0m/s、x″1＝-43m/s ；下降返回段的端点要求为：位移x0＝162mm、x1
2 2
＝0mm，，速度x′0＝0mm/s、x′1＝0mm/s，加速度x″0＝-43m/s、x″1＝0m/s ；底部
停留段的端点要求为：位移x0＝0mm、x1＝0mm，速度x′0＝0mm/s，x′1＝0mm/s；加速度
2 2
x″0＝0m/s，x″1＝0m/s ；各段的时间比例取为36％∶42％∶22％；
联在下机体32上，上榨碗5经压力杆21与移动压力台8相连接，由驱动系统中的两对相互
共轭的共轭主凸轮12和共轭回凸轮13驱动压力台8上、下运动，从而带动上榨碗5相对于
下榨碗4进行上、下运动；在上榨碗5的底部设置有一只环形的上环形刀25，在下榨碗4的
底部设置有一只环形的下环形刀片26，上环形刀片25的外圆周与上榨碗5各指爪28底部
所形成的圆孔保持有一个适当间隙，以作为压榨时果皮的分离通道，下环形刀片26的底部
连接有一根圆形滤管3，在滤管3的圆周壁上开设有若干均布小孔，在滤管3的管腔内设置
有一根可移动的中空去芯棒2，在去芯棒2的上端设置有一只环形去芯刀片27，在去芯棒2
下端与一横卧的去芯梁1相连，去芯梁1由驱动系统中的去芯凸轮10和背力弹簧9的驱动
实现上、下运动，从而带动去芯棒2在滤管3内上、下滑动。
8，压力台8通过压力杆21固联着各个上榨碗5；上、下驱动模块通过拉杆17固定连接；在
主轴18上左、右对称设置有两对共轭凸轮，其中的两只共轭的共轭主凸轮12通过设置在压
力台8两端的下滚子19驱动着压力台8向下运动，两只共轭回凸轮13通过设置在顶板16
上的上滚子14驱动着压力台8向上运动，从而带动着各个上榨碗5相对于下榨碗4进行压
榨运动；在主轴18的两端对称设置有两个去芯凸轮10，通过去芯摆杆11、背力弹簧9经去
芯转接杆20和去芯拉杆6驱动去芯梁1上、下运动，从而由去芯梁1带动各个去芯棒2在
各自的滤管3内上、下滑动。
在中间腔的腰部设置有一个个安装下榨碗4的榨碗座，榨碗座下方设置有一个积液盒，积
液盒内安装有一根根与各榨汁单元环形下环形刀26相连的滤管3，在积液盒的两端设置有
两个排液口。在贯穿上、下两机体传递运动和压力的压力杆21与机体之间设置有密封圈，
以防止上机体31内腔内的润滑油渗入下机体32的果汁榨汁区，污染所榨取的果汁。
29下方设置一个圆形孔以作为下导柱7的支承孔。
榨段占有150-190°时间区段、快速返回段占有90-120°时间区段，以保证果体有充分的
上料和压榨时间，以及将压力角控制在所允许的范围内。各分段运动曲线均为五次多项式
2 3 4 5
函数：y＝ai0+ai1t+ai2t+ai3t+ai4t+ai5t，ti，0≤t≤ti，1，其中i为段号，ti，0和ti，1分别为第i段曲线的起始和终止时间。
140-180°时间区段，可满足果囊果汁顺畅进入滤管3，并有足够挤榨过滤时间。同样，去芯
2 3 4 5
刀片27各分段运动曲线均为五次多项式函数y＝ai0+ai1t+ai2t+ai3t+ai4t+ai5t。
0)、y′i(ti，1)＝y′i+1(ti+1，0)、y″i(ti，1)＝y″i+1(ti+1，0)；y3(t3，1)＝y1(t1，0)、y′3(t3，1)＝y′1(t1，0)、y″3(t3，1)＝y″1(t1，0)。
相对于下榨碗4完成果体的压榨运动，由去芯凸轮10驱动去芯刀片27在滤管3完成对果
囊的挤榨滤汁任务。榨碗运动曲线与去芯刀片27运动曲线的20-30°相位差是通过共轭主
凸轮12和共轭回凸轮13与去芯凸轮10在主轴18安装的相位差来保证。
到滤管3的最底部，并停留在底部，为果囊进入滤管3留下最大空间。
切开一个圆形切口，随着上榨碗5的进一步向下运动，迫使果体内的果汁、果核和果囊沿着果体下切口进入滤管3，而果皮则从上榨碗指爪28与上环形刀片25外圆周形成的缝隙中挤
出上榨碗5，直至上榨碗5、上环形刀片25到达下极限位置，果汁、果核和果囊完全进入滤管
3，从而完成果汁、果囊与果皮的分离；当上榨碗5、上环形刀片25接近下环形刀片26时，去芯刀片27开始缓慢上升。
全处于下圆形果皮与上圆形果皮之间，此时去芯刀片27快速上移，借助于上、下两圆形果
皮的活塞作用对果囊进行快速的挤榨滤汁，当去芯刀片27到达上极限位置时，挤榨滤汁过
程结束，果渣在内压力作用下，通过去芯棒2内孔从去芯棒2下端排出。
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