一款家用葡萄破碎机的研发

姚 红

（广东省石油化工学院图书馆，广东茂名525000）

一款家用葡萄破碎机的研发

姚 红

（广东省石油化工学院图书馆，广东茂名525000）

对一款手动/电动葡萄破碎机的研发背景、设计原则和实施方案、组成和结构设计、工作原理、技术参数及其试验效果逐一介绍,指出无论是从外形体积上看，还是从使用效果方面考虑，它都算得上是一款真正意义上的家用葡萄破碎机。

手动葡萄破碎机； 电动葡萄破碎机； 研发

如同除梗一样,葡萄粒的破碎也是酿酒过程中很重要的一道工序，是保证葡萄彻底发酵必不可少的一个步骤，但也并不比除梗工作更轻松。人们通常是采用传统的手工破碎方式进行破碎，但这种方式费力又费时[1]。用一种简便、快捷、高效易操作的破碎机取而代之，减轻劳动的强度,同样是广大葡萄酒自酿爱好者的迫切需求。为此，继电动除梗机之后，余文广及其研究团队又致力研发另一种葡萄酒酿造机械——手动/电动葡萄破碎机，同样基于家庭使用条件的种种限制，研发者在外观体积和使用效率上予以了更多的关注。现在笔者将机器的设计原则和实施方案、组成和结构设计、工作原理、技术参数及其试验效果逐一介绍，为研发更加先进的同类产品提供参考与借鉴。

1 设计原则和实施方案

机器的整个设计过程秉持了如下的原则：①体积小、重量轻；②安全可靠；③效率高；④清洁方便。

为家庭使用而设计的机器，在满足使用功能的前提下体积越小就越好，这样占用存放空间就会比较小，而重量轻的话，可减轻操作者的体力负担，所以，设计本机的时候，首先考虑了重量和体积的适用性问题，将机器的尺寸定位在65 cm×39 cm×53 cm以内，一个小纸箱即可收纳，同时，还将它的电机接入口与其姐妹机——除梗机设计成一致的，让两机可共用一台电机，无需再多购一台电机就能实现其电动功能。

任何一种机器，安全可靠是首选，本机也不例外。机器采用手动/电动两种模式，手动的运作完全由操作者自行控制，危险系数控制在最低。电动的则选用了体积小、重量轻、转矩大、性能可靠的适速低压直流电机，在保证满足动力要求的同时亦保证了使用者的用电安全。除此之外，选用具有自润性能的制造材料，各转动部件无需再加其他的润滑油进行润滑，确保葡萄不会受到污染，从而保证了酒质的安全[2-3]。

高效是本机设计的终极目标，为此，本机采用了双辊深槽结构。这种结构具有强大的咬紧力，让小如花生米，大如乒乓球的葡萄都能顺利地通过，吞吐量可高达2000 g/h以上，效率非常高。

方便清洁是人们在选择家庭用具时常常会考虑的重要因素，为此，机器的投料斗采用4块PP板楔入围成,主机与电机采用键连接方式联接，整台机器没有一个焊接点，无论是安装、拆卸还是清洁卫生都极其方便。

2 组成和结构设计

机器定位为手动电动两用机，手动模式下，机器由主体和手柄两大部分组成，见图1。电动模式下，机器则由主体、电机和开关电源三大部分组成，见图2。图3、图4、图5分别是机器的主视图，俯视图和剖视图，图中：1—长支撑棒；2—端板；3—梅花螺丝；4—螺母；5—电机；6—投料斗；7—短支撑棒；8—摇柄；9—控制开关；10—电源插口；11—短支撑棒；12—辊轴1；13—双头螺栓；14—辊轴2；15—齿轮副；16—隔板。

如图3、图4和图5所示，用4根双头螺栓和4个螺母从两端将一对外周具有凹凸形状的辊轴1(被动辊)和辊轴2(主动辊)固定在2块端板的中间，两块端板分别水平地安装一根支撑棒(其中一块用长支撑棒,另一块用短支撑棒。两辊轴分别连接有齿轮，两齿轮组成一对齿轮副，用以带动辊轴作非接触的相对转动。辊轴凹凸面的加工尺寸根据葡萄破碎程度的要求进行调整。手动模式下，在主动辊轴上安装摇柄。电动模式下,配有控制开关的电机，通过键连接方式与被动辊相联，然后通过两个梅花螺丝固定在一端板上用以提供动力。此外，在辊轴与齿轮之间安装1块隔板以防止破碎后的葡萄进入齿轮中而影响其正常运转。用4块独立的且可以快速装拆同时具有投料、防溅作用的PP块组装成投料斗，通过端板上的插槽安装在机体的上方。

3 工作原理

图1 手动模式电机

图2 电动模式电机

图3 主视图

图4 俯视图

手动模式下，操作者通过转动摇柄带动齿轮副转动,继而带动两辊轴作相对转动；电动模式下，按下控制开关，让电动机带动齿轮副转动，继而带动两辊轴作相对转动。与此同时人工将葡萄投入投料斗中，这样，葡萄被凹凸形状的辊轴挤压破碎，形成葡萄汁，在重力作用下自由落入下方的接果盘中。

图5 剖视图

4 技术参数

机器的主要技术参数如下：

动力：手动/电动(电源电压：220 V；操作电压：24 V)；材料：食品级PP塑料、304不锈钢；重量：约4 kg；外型尺寸：65 cm×39 cm×53 cm；处理速度：2000 g/h以上；适用范围：硬核直径小于5 mm的酿酒水果比如葡萄、草莓等。

5 试验效果

2014年10月份的酿季，我们从河北怀来葡萄产区购回了5 t专用酿酒葡萄（品种：赤霞珠）进行了最后一次的试验，如视频[4]所示，整个过程，机器运作非常顺畅，即便是投料不间歇，机器的转动依然无任何的阻滞，破碎率也达到了设计的预期目标。试验数据：工作人员为1人；所用时间为4 h左右；破碎率为98%以上。

6 结论

显然，无论是外形体积，还是使用效果，本机都是一款真正意义上的家用葡萄破碎机，能满足家庭自酿葡萄酒破碎工作的需要，极大地减轻自酿者的劳动强度，具有极其广阔的市场前景。该机于2014年11月获得了国家知识产权局的专利授权（专利号：CN203916740U）。

[1] 王秀道.葡萄酒酿造用的小型破碎机[J].食品机械,1985(4)：12-13.

[2] 李莹,王世平.自酿葡萄酒生产工艺及过程中的质量控制研究[J].食品安全质量检测学报,2015(9)：3713-3722.

[3] 张燕,冯韶辉,白忠勤,等.对葡萄酒质量安全的探讨[J].酿酒科技,2010(7)：99-102.

[4] 小机器，大能耐——大婶第三代(强力型)家用除梗机面市[EB/OL].[2017-04-31].http://bbs.wines-info.com/show.aspx?class=73&id=377733.

Development of a Domestic Manual/Electric Grape Crusher

YAO Hong

（Library of Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming,Guangdong 525000,China)

The development background,design principles,implementation options,machine components,working principles,technical parameters,and the performance of a newly-developed domestic manual/electric grape crusher were introduced in this paper.The crusher was satisfactory in appearance and application effects.(Trans.by HUANG Xiaoli)

manual grape crusher;electric grape crusher;development

TS261.3；TS262.6

A

1001-9286（2017）11-0132-03

10.13746/j.njkj.2017150

2017-05-31

姚红（1963-），女，广东人，副研究馆员，学士学位。

优先数字出版时间：2017-07-21；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170721.1103.009.html。