CN102892520B - 空气分离器 - Google Patents

Abstract

一种利用周期性空气脉冲从产品分离重量轻的废物的设备和方法。空气分离器包括吹风机导管，它将空气向上引导通过在有小孔的输送机上输送的产品。所述吹风机导管中的一对对转的叶片周期性地打开和关闭以在横贯所述输送机的宽度的中央产生脉冲的空气流。所述脉冲的空气流从所述产品中提升重量轻的废物，并且通过在所述输送机上方的竖直导管将它吹到废物分离室进行分离和处理。

Description

空气分离器

技术领域

本发明一般地涉及从产品中分离废物材料，更具体地，本发明涉及利用吹送空气从重量更重的产品中分离重量轻的废物的设备和方法。

背景技术

空气分离器用于许多原材料的加工中以从产品中分离碎屑和其他材料。一些实例包括从谷物中风选谷壳，分离煤与煤粉，开裂的坚果和从虾肉中分离松的壳体和附属器官。在虾加工工业中，例如机器去皮的虾在有小孔的输送机或传送带上从去皮机输送到厨房或包装台。虽然在所述去皮机中去除的大部分壳体、头部和其他附属器官已经被洗掉了，少量仍粘附到所述已去皮的虾肉上。所述虾肉被输送穿过空气分离器，所述空气分离器从吹风机导管通过所述输送机上的虾肉向上吹空气以从所述虾肉中提升较轻的壳体和附属器官的渣皮。所述空气流携带着所述废弃的渣皮离开，进入输送机上方的废物输送导管中到达废物分离室，所述废弃材料在所述分离室中沉积并且被收集以进行处理。

常规空气分离器具有吹风机或风扇，产生一个速度可以是已被调制或未调制的恒定空气流。一些空气分离器的吹风机导管中的旋转桨片或叶片用于调制所述空气速度以产生脉冲的空气流。所述空气的速度在所述叶片封闭以阻塞所述导管时的最小速度和在所述叶片打开时的最大速度之间变化。利用空气流调制，更小的和噪音更低的吹风机能够被用来比利用恒定的未调制的流得到更高的最大速度。所述更高的空气速度改善所述渣皮从所述肉中的分离。

常规空气分离器，尤其是那些用于如同虾的湿的且粘性的产品的常规空气分离器，存在的一个问题时所述废料渣皮能够附着到所述废物输送导管的壁上，必需常常清洗以保持所述导管清洁从而有效分离。

发明内容

用于从产品中分离重量轻的废物的、实施本发明的特征的一个型式的空气分离器包括第一导管和一对叶片，其中，所述第一导管具有在输送方向上靠近输送产品的输送机的下侧的出口，并且所述一对叶片跨越所述第一导管。所述叶片在平行轴上在阻塞空气流通过所述第一导管的封闭位置和形成在所述叶片之间的横贯所述第一导管的配置在中央的间隔的打开位置之间向后和向前对转，以引导脉冲的空气流在中央通过所述第一导管和所述输送器，从而从所述产品向上吹重量轻的废物。

实现本发明特征的另一型式的空气分离器包括吹风机组件，所述吹风机组件在输送方向上配置在输送产品的多孔输送带的运送路径上。所述吹风机组件包括吹风机和吹风机导管，所述吹风机导管从所述吹风机向上引导空气通过所述多孔输送带。在垂直于所述输送方向的横向配置的旋转轴上，两个叶片横向地延伸穿过所述吹风机导管的宽度。所述吹风机组件还包括用于在所述旋转轴上在阻塞所述吹风机导管的封闭位置和在所述叶片之间的吹风机导管中引导空气的打开位置之间周期性旋转所述叶片的装置，以产生通过所述多孔输送带的脉冲空气流。

在本发明的另一方面中，一种用于从在多孔输送带上输送的产品中分离重量轻的废物的方法，包括：（a）引导空气流在输送方向上通过导管和输送产品的多孔输送带的下侧；（b）限制所述空气流的大部分到输送导管的中心部分均匀地横贯所述多孔输送带的宽度；以及（c）在最大速度和最小速度之间周期性脉冲所述空气流以从在所述多孔输送带上输送的产品向上吹重量轻的废物。

附图说明

通过参考下述描述、所附的权利要求书和附图更好地理解本发明的这些特征和方法，以及它的优点。在附图中：

图1是实现本发明的特征的空气分离器的透视图；

图2是从图1的相反侧观察空气分离器的吹风机组件的透视图；

图3是部分切掉的图1的空气分离器的侧视图；

图4是从在图1的空气分离器的吹风机导管顶部中的所述流动调制叶片下面观察的透视图；

图5是图1的空气分离器中一个型式的叶片驱动机构的透视图；

图6A-6D是显示图4的叶片的周期性运行的吹风机导管的侧视图；

图7是另一型式的使用可变速度马达驱动所述叶片的叶片驱动机构的侧视图；以及

图8是图1的空气分离器的控制系统的方框图。

具体实施方式

图1-3显示一种型式的实现本发明的特征的空气分离器。空气分离器10包括下部吹风机组件12和在输送机的运送路径部分15的相反侧上的上部废物分离组件14，所述输送机例如是输送带16。所述两个组件安装在框架18中，框架18也支撑所述输送机。在这个实例中，输送带16围绕在驱动轴20和惰轴21上的驱动星轮（未显示）和在下部返回运行中围绕惰轮22运转。所述带被驱动马达24和与所述驱动轴20连接的变速箱25驱动。所述带在倾斜部段向上运行到上部水平运送路径15。所述带装载有在输送方向30上沿着上部运送路径输送的产品。所述输送带16是具有许多穿透所述带的厚度的开口31（图4）的多孔带。所述开口足够大以允许流体通过所述带排出并且使空气向上流过所述带流入到所述产品中。每个开口足够小以防止产品漏掉。侧轨32在相反侧上位于所述带的侧面，以限制产品到所述带。

如图1-4和6A-D所示，所述下部吹风机组件包括离心式风扇或者吹风机34，它由马达36驱动，马达36例如是可变速度的马达。所述吹风机壳体38具有屏蔽40以覆盖进气口42。吹风机34将空气吹出所述吹风机壳体，进入到竖直的吹风机导管44中。所述导管可以可选地通过气流分隔器48分隔成两个平行子导管46、47，空气分隔器48延伸横贯所述竖直吹风机导管的宽度。

一对细长的叶片50，或桨叶在吹风机导管的顶部出口端54附近安装在吹风机导管的侧壁52、53之间。轴56使每个叶片5的长度横贯吹风机导管44的宽度延伸。所述轴的端部安装在每个侧壁52、53中的滚柱轴承58中。所述轴限定所述叶片的旋转轴60、61（图5），它们彼此平行并且垂直于输送方向30。当使用所述空气流分隔器时，每个叶片几乎对齐子导管46、47中的一个。所述叶片前后对转以周期地打开和关闭所述导管。当所述叶片打开时，所述空气流离开两个侧向延伸的导管壁62、63，居中地横贯所述导管的宽度。

一个用于周期性旋转所述叶片的装置包括一对安装在叶片轴56、56’的端部的啮合的扇形齿轮64、65和一个曲柄臂66，曲柄臂66在一端可枢转地连接到在所述扇形齿轮中的一个的枢转销68上并且在另一端连接到悬臂曲柄70上。所述曲柄安装到从齿轮箱74延伸的轴72上。所述曲柄从所述轴径向偏移以跟随围绕所述轴的轴线的圆形轨道。马达76联接所述变速箱以旋转所述轴。所述枢转销68向扇形齿轮64、65外部延伸，穿过弯曲的槽78进入到齿轮罩80中。曲柄70的轨道运动引起它所附接的扇形齿轮65围绕轴56前后往复旋转，并且旋转所联结的叶片。与另一扇形齿轮64的齿轮联接引起其他叶片在相反方向上从所述第一叶片旋转。也就是说，当一个叶片顺时针旋转时，另一叶片逆时针旋转，反之亦然。所述叶片的旋转范围能够通过改变臂66的长度进行调整。如在这个实例中所示，所述臂通过形成所述臂的一部分的松紧螺套82制成长度可调整的。线性致动器能够用于用所述臂的自动运行的长度可调整的部分代替手动运行的松紧螺套。传感器，例如角度编码器84，安装在一个叶片上或另一个叶片上，能够用于提供表示所述叶片的角度位置的信号。

如图3所示，空气均匀地横贯多孔输送带的宽度吹过所述多孔输送带并且穿过所述输送的产品，使重量轻的废物材料86提升到废物输送导管88中，废物输送导管88形成一个竖直的通道。通过由对转叶片提供的空气的中央脉冲，重量轻的废物主要向上传送到废物输送导管的中央区域中。所述下导管的顶部具有在叶片50和输送带16的下侧之间的短的锥形部分90以使所述下导管的出口与开向废物输送导管88的入口相匹配。废物输送导管的相对侧壁92、93朝向内逐渐变小以在所述输送方向上使所述导管在从输送带的距离上变窄。所述收缩的横截面增加朝向所述废物输送导管的顶端94的空气速度。废物分离组件14的上遮罩96具有空气流二分支器98，它与废物输送导管的顶端94相反地居中以分割所述空气流并且在两个方向100,101上传送重量轻的废物86：一个在输送方向上，另一个与所述输送方向相反。在所述空气流二分支器的相反侧上的废物分离室102、103收集所述重量轻的废物。所述室的侧穿有许多小孔99以使空气，但不是废物逸出。废物输送导管88具有纹理表面104，例如缝制的表面，以防止潮湿的废物粘附。在每个废物分离室中的倾斜的废物盘106设置滑板，所述收集的废物能够沿着所述滑板滑动到槽108中并且通过排放管滑出所述室。流体喷头110（图1）将水引导到盘106的顶部上以将所述收集的废物颗粒冲洗到输送槽中。所述水经管道网112供给。

在图6A-6D中显示叶片50的周期性运行。在图6A中，所述叶片显示处于封闭位居中。两个叶片50线性对齐地横贯所述吹风机导管以阻塞所述空气流和积蓄在所述叶片下方的空气压力。当所述叶片封闭时，穿过所述皮带的空气流降低到零的最小速度。扇形齿轮64、65位于它的旋转范围的一个端部。图6B显示叶片50在从所述封闭位置到完全打开位置的路径的中间位置。在这个中间位居中，在所述叶片之间的中央间隔114引导空气流居中地通过所述导管。所述高压空气突然释放通过所述叶片造成高速空气沿着所述导管的中央区域在它的整个宽度上鼓风。在图6C所示的完全打开位居中，当扇形齿轮64、65对转到它们的范围的相反端部时，所述空气继续以高速流动，其中，所述叶片的横截面的主轴彼此平行并且是竖直的。在所述完全打开位居中，间隔114在它的最大长度。在所述周期的中点，所述扇形齿轮在相反方向上开始对转，如图6D中的箭头的改变所表示的，表明所述叶片在它们返回到图6A中的封闭位置的过程中以结束一个循环并且开始另一个循环。当所述叶片封闭时，所述空气速度从它的最大值下降。所述叶片的周期性打开和封闭构成周期性的脉冲空气流以从所述输送的产品提升重量轻的废物并且将它吹过所述废物输送导管到达所述两个废物分离室。已经发现在大约60周/分和200周/分之间的循环频率对于虾工作良好。用所述二分枝器分割所述离开所述废物输送导管的空气流减小任何废物颗粒必须行进到输送废物分离室的最大路径长度。这允许使用更小的且噪音更低的吹风机。并且所述居中的空气流减少粘附到所述废物输送导管的壁上的废物的量。

在图7中显示用于周期性旋转所述叶片的另一装置。在这个型式中，双向可变速电动机118驱动与第二齿轮121啮合的第一齿轮120。每个齿轮安装到叶片50的轴56、56‘中的一个上。以这种方式，所述两个叶片能够在所述打开位置和封闭位置之间一起前后对转。在不需要当使用图5的扇形齿轮64、65时所需要的反转的条件下，所述360°齿轮还允许所述叶片连续对转。当然，360°齿轮能够替换图5中的扇形齿轮，并且扇形齿轮能够使用图7中的电动机118。轴编码器122能够安装到所述叶片中的一个的轴上以提供角度位置反馈信息。

图8显示用于自动控制所述空气分离器的控制系统。所述控制系统包括控制器123，例如可编程逻辑控制器或便携式计算机、台式计算机或工作站计算机。用于所述控制器的用户界面124允许操作员控制和维持所述空气分离器的运行。操作员能够经由所述用户界面设定一些运行变量，这些运行变量包括输送机的速度、叶片的旋转范围、叶片的速度或周期时间和所述吹风机的速度。基于操作员的设定，所述控制器输出信号到输送机驱动电动机24以设定所述输送机的速度，到吹风机电动机36以控制所述空气流，到叶片电动机76、118以控制所述叶片的速度或周期时间或频率，并且还有在图7的电动机118的情况下使用线性致动器126代替松紧螺套实现所述叶片的旋转范围，当使用图5的曲柄臂66的可调整连结部分时，使用线性致动器126代替松紧螺套实现所述叶片的旋转范围。控制器123还可以接收传感器信号以提供所述空气分离器的闭环控制。来自轴编码器84、112、空气流传感器128，例如风速计，和电动机速度传感器130，例如转速计的反馈信号可以用来以闭环系统运行所述空气分离器。

所描述的空气分离器在从剥皮的虾肉分离重量轻的虾渣皮，例如壳体和头部碎片、虾足和腿时是尤其有用的。但它也可以用于干果、谷物、水果和蔬菜以及非食品产品的加工。虽然已经参照一些型式详细描述了所述空气分离器，其他型式也是可能的。因此，所述权利要求书不试图限制所公开型式或应用的细节。

Claims (27)

1.一种用于从在输送机上输送的产品分离重量轻的废物的空气分离器，所述空气分离器包括：

第一导管，所述第一导管具有出口；

在所述第一导管内产生空气流的吹风机；

跨越所述第一导管的一对叶片；和

用于通过在封闭位置和打开位置之间在平行轴线上前后对转所述叶片而周期性地旋转所述叶片的装置，其中，所述封闭位置阻塞空气流通过所述第一导管，所述打开位置在叶片之间形成横贯所述第一导管的置于中央的间隔以引导脉冲空气流居中地通过所述第一导管和通过所述出口。

2.根据权利要求1所述的空气分离器，其特征在于，

所述空气分离器还包括：

废物输送导管，其配置在所述出口上方，与所述第一导管对齐。

3.根据权利要求2所述的空气分离器，其特征在于，

所述废物输送导管包括一对相对的壁，它们向内成锥形以使所述废物输送导管在所述输送方向上在从所述输送机的距离上变窄。

4.根据权利要求2或3所述的空气分离器，其特征在于，

所述空气分离器还包括空气流二分支器，它居中地位于所述废物输送机的顶端以分割所述空气流且以不同的第一和第二方向传送所述重量轻的废物。

5.根据权利要求4所述的空气分离器，其特征在于，

所述空气分离器还包括在所述空气流二分支器的相对壁上的第一和第二废物分离室，以收集在所述第一和第二方向上传送的重量轻的废物并且为所述空气流提供出口。

6.根据权利要求1所述的空气分离器，其特征在于，

所述空气分离器还包括在所述吹风机和叶片之间延伸穿过所述第一导管的空气流分隔器以将所述第一导管分隔成一对子导管。

7.根据权利要求6所述的空气分离器，其特征在于，

每个所述子导管与所述叶片中的一个对齐。

8.根据权利要求1所述的空气分离器，其特征在于，

所述用于周期性地旋转所述叶片的装置包括：

旋转曲柄；

第一齿轮，其与所述叶片中的一个相联接；

第二齿轮，其与所述叶片中的另一个相联接并且与所述第一齿轮相啮合；

臂，其具有枢转地连接所述曲柄的第一端部和枢转地连接所述第一齿轮的第二端部；

其中，所述曲柄和所述臂往复运动所述第一和第二齿轮以使所述叶片在所述打开和封闭位置之间前后对转。

9.根据权利要求8所述的空气分离器，其特征在于，

所述第一和第二齿轮是扇形齿轮。

10.根据权利要求8或9所述的空气分离器，其特征在于，

所述臂是长度可调整的，以便调整所述叶片的旋转范围。

11.根据权利要求1所述的空气分离器，其特征在于，

所述空气分离器还包括感测所述叶片的角度位置的传感器。

12.根据权利要求1所述的空气分离器，其特征在于，

所述第一导管包括在所述叶片和输送机之间的锥形部分。

13.根据权利要求1所述的空气分离器，其特征在于，

所述空气分离器包括定位在所述出口上方的多孔输送带。

14.根据权利要求13所述的空气分离器，其特征在于，

所述空气分离器还包括控制器，所述控制器控制所述输送带速度、所述叶片的旋转速度、所述叶片的旋转范围和空气流中的一个或多个。

15.一种用于从多孔输送带输送的产品中分离重量轻的废物的空气分离器，所述空气分离器包括：

吹风机组件，其在输送方向上配置在输送产品的多孔输送带的运送路径下方，所述吹风机组件包括：

吹风机；

吹风机导管，其从所述吹风机引导空气向上通过所述多孔输送带；

一对叶片，其在横向地配置的垂直于所述输送方向的旋转轴线上，横向地延伸穿过所述吹风机导管的宽度；

用于在旋转轴线上在阻塞所述吹风机导管的封闭位置和在所述叶片之间引导空气沿中央穿过所述吹风机导管的打开位置之间周期性地前后旋转所述叶片的装置，以产生通过所述多孔输送带的脉冲空气流。

16.根据权利要求15所述的空气分离器，其特征在于，

废物输送导管，其配置在所述多孔输送带的运送路径上方，与所述吹风机导管对齐，以传送由所述脉冲空气流通过所述多孔带而从在所述多孔输送带上输送的产品中吹出的重量轻的废物。

17.根据权利要求16所述的空气分离器，其特征在于，

所述废物输送导管包括相对的横向配置的壁，其向内成锥形以使所述废物输送导管在输送方向上在从所述多孔输送带的距离上变窄。

18.根据权利要求16所述的空气分离器，其特征在于，

所述空气分离器还包括空气流二分支器，其位于同所述废物输送导管的顶端相对的中央以分割所述空气流并且以不同的第一和第二方向传送重量轻的废物。

19.根据权利要求15所述的空气分离器，其特征在于，

所述吹风机组件还包括空气流分隔器，其在所述吹风机和叶片之间横向地延伸穿过所述吹风机导管以将所述吹风机导管分隔成一对子导管。

20.根据权利要求15所述的空气分离器，其特征在于，

用于周期地旋转所述叶片的装置包括：

旋转曲柄；

第一齿轮，其与所述叶片中的一个相联接；

第二齿轮，其与所述叶片中的另一个相联接并且与所述第一齿轮相啮合；

臂，其具有枢转连接所述曲柄的第一端和枢转连接所述第一齿轮的第二端；

其中，所述曲柄和臂往复运动所述第一和第二齿轮以使所述叶片在所述打开和封闭位置之间前后地周期性旋转。

21.根据权利要求20所述的空气分离器，其特征在于，

所述第一和第二齿轮是扇形齿轮。

22.根据权利要求20所述的空气分离器，其特征在于，

所述臂是长度可调整的，以便调整所述叶片的旋转范围。

23.根据权利要求15所述的空气分离器，其特征在于，

在所述封闭位居中，所述叶片被水平地横贯所述吹风机导管对齐以阻塞空气流，并且在相反方向上同时在所述旋转轴线上朝向所述打开位置旋转以在所述叶片之间形成增加的中央间隔，从而引导所述空气流在中央地流过所述吹风机导管和流过所述多孔输送带。

24.一种用于从在多孔输送带上输送的产品中分离重量轻的废物的方法，包括：

(a)引导空气流通过导管和在输送方向上输送产品的多孔输送带的下侧；

(b)将所述空气流的大部分以均匀地横贯所述多孔输送带的宽度的方式限定到所述导管的中央部分；

(c)通过在所述导管中沿着平行轴线在封闭位置和打开位置之间前后地周期性对转一对叶片，在最大速度和最小速度之间周期地脉冲所述空气流以将重量轻的废物从在所述多孔输送带上输送的产品中向上吹走，其中，所述封闭位置阻塞所述导管以将空气流减小到最低速度，所述打开位置引导所述空气流的大部分以最大速度通过在打开的叶片之间的所述导管的中央部分。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，

所述方法包括：使一对叶片在所述导管中沿着平行轴线在封闭位置和打开位置之间周期性地前后对转，其中，在所述封闭位置阻塞所述导管使所述空气流减小到所述最小速度，在所述打开位置以所述最大速度引导大部分空气流通过在所述打开的叶片之间的所述导管的中央部分以实现步骤(b)和(c)。

26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：调整所述空气流的最大和最小速度。

27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：

将从所述多孔输送带上输送的产品中向上传送重量轻的废物，然后在平行于所述输送方向的第一方向上和与所述输送方向相反的第二方向上向外传送所述重量轻的废物。