CN105410958B - 一种滚筒式清洗脱皮机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滚筒式清洗脱皮机,滚筒式清洗装置包括水平放置于机架上并且筒体进料口一端能够被推起或放下的滚筒;滚筒包括内外同轴且相互间隔设置的封闭外筒和封闭内筒,内筒的内侧设置轴向螺旋延伸的空心螺旋叶片,在内筒的空心螺旋叶片中心,沿滚筒中心轴线水平悬空设置一根螺旋叶片轴,螺旋叶片轴与空心螺旋叶片螺旋方向相反、且在筒体中以彼此180°交错的方式设置;内筒和螺旋叶片轴均与动力装置相连接并同轴反向转动;水循环系统通过进水管与内筒内部连通,内筒底部通过排污口与水循环系统的过滤装置连通。结构简单、机构紧凑、便于操控和后期拆卸维护方便等特点,能够实现对土豆,红薯,半夏等农作物的有效清洗和全方位脱皮。

Description

_种滚筒式清洗脱皮机
技术领域
[0001] 本发明属于农用机械设备领域,更具体地,用于半夏,土豆,红薯等农作物的清洗和脱皮。
背景技术
[0002] 在大批量的淀粉生产中,清洗工作最主要,工作量大,是生产程序产能的瓶颈。土豆学名叫马铃薯,是植物淀粉的主要来源,与土豆相类似的的红薯,亦是地下茎块植物,都是粉条淀粉的原料。现有技术中已经提出了一些淀粉原料农作物清洗的解决方案。例如,CN202980091U公开了一种土豆地瓜清洗机,其通过在清洗槽体中安装一根通长的轴,并在轴上设置多个搅拌杆来执行清洗。CN103653201A中公开了一种土豆清洗机,其通过在清洗箱顶部设置进料口,并在清洗箱内排列设有清洗毛辊来执行清洗。
[0003] 然而,进一步的研究表明,现有设备仅适于对小批量的农产品执行简单的初步清洗,无法达到较好的清洗效果;其次,现有装置对于清洗机的核心部件清洗箱,在结构设计上没有进行深入的研究,存在诸多设计缺陷。例如,CN202980091U其清洗箱体采用矩形设计,虽然具有节省空间易于装配的优点,但是没有考虑到农产品在清洗箱中的惯性力学和运动轨迹,不能有效利用物体清洗过程的离心运动增强表面摩擦去皮效果,效率低下。再比如CN203416790U公开了一种土豆去皮清洗装置,其清洗箱体采用圆柱设计,虽然考虑到了农产品清洗过程圆周运动的特点,但是其立式结构的设计和缺少卸料装置,不仅大幅降低了箱体的有效清洗容积,而且增加了劳动强度。由于这些设备结构设置缺陷,当需要清洗的产品数量很大时,需要消耗巨大的人力物力,清洗过程中多个环节都需要人工干预,整体清洗效率低。
发明内容
[0004] 针对上述技术问题,本发明提供了一种结构简单、高效率的农产品清洗脱皮机,能够实现对土豆,红薯,半夏等农作物的有效清洗和全方位脱皮。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
[0006] —种滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:包括进料装置、出料装置、水平机架和竖向上料架、水平机架上水平设置滚筒式清洗装置、用于驱动滚筒式清洗装置工作的动力装置、以及与滚筒式清洗装置连接的水循环系统;
[0007] 其中,进料装置包括设置在所述上料架上、沿着该上料架往复移动并在最高点处执行翻转以向内筒导入待清洗物料的料斗;
[0008] 滚筒式清洗装置包括水平放置于机架上并且筒体进料口一端能够被推起或放下的滚筒;滚筒靠近上料架的一侧设置水平开口作为进料口和出料口,滚筒包括内外同轴且相互间隔设置的封闭外筒和封闭内筒,内筒的筒体内侧设置轴向螺旋延伸的空心螺旋叶片,在内筒的空心螺旋叶片中心,沿滚筒中心轴线水平悬空设置一根螺旋叶片轴,所述螺旋叶片轴与所述空心螺旋叶片螺旋方向相反、且在筒体中以彼此180°交错的方式设置;内筒和螺旋叶片轴均与动力装置相连接并在动力装置驱动下同轴反向转动;
[0009] 水循环系统包括过滤装置,过滤装置前设置污水收纳端,过滤装置后设置清洁水源端和水栗;清洁水源端通过水栗和进水管与内筒内部连通,内筒底部通过周向分离孔与外筒排污口连通,外筒排污口设置在外筒底面并与污水收纳端连通;
[0010] 还包括电控箱、流量传感器以及质量传感器,电控箱连接质量传感器和流量传感器,流量传感器与进水管连接。
[0011]上述技术方案中,外筒和内筒均包括由水平开口端渐扩的锥台段筒体和与锥台段筒体连为一体的右侧水平段筒体;内筒水平段筒体表面周向均匀设置小圆孔作为分离孔,外筒排污口设置在外筒水平段筒体底面,分离孔与排污口相连通用于将液体和皮渣碎肩从分离孔排出并向下经外筒排污口排出。
[0012] 上述技术方案中,机架上设置能够一端上下摆动与水平面成夹角的摆动机架,滚筒水平固定在摆动机架上,上料架和机架的摆动机架之间设置电动推杆,电动推杆的顶端与摆动机架连接,用于将滚筒的进料口一端向上推举使筒体与水平面成夹角,便于料斗在最高点翻转后与筒体进料口相对应进行上料,所述电动推杆在上料结束后回收将筒体放平。
[0013]上述技术方案中,动力装置设置在筒体与进料口相背离的一端,动力装置包括一个减速电机和平行间隔的主动轴和从动轴,减速电机通过同步链轮和齿轮传动分别带动主动轴和从动轴;在筒体水平两侧与筒体中心轴线垂直地分别设置外筒门、内筒端盖和外筒端盖,外筒门用于封闭作为进料口和出料口的水平开口,外筒门、内筒筒体和内筒端盖将内筒封闭,外筒门、外筒和外筒端盖将外筒封闭;内筒端盖与进料口相背离的一端设置一个伸出通孔轴,外筒端盖的中心设置一个与该伸出通孔轴相匹配的通孔,伸出通孔轴由该通孔伸出并由通孔内轴承活动支撑;螺旋叶片轴在筒体中沿轴向远离进料口设置并由内筒端盖伸入伸出通孔轴内,且在伸出通孔轴内,螺旋叶片轴轴端与从动轴固定连接并通过伸出通孔轴内轴承活动支撑;伸出通孔轴由轴承活动支撑并通过伸出通孔轴上齿轮与主动轴上的齿轮啮合,由此通过主动轴带动内筒转动,并同时通过从动轴带动螺旋叶片轴以与内筒转动方向相反的方向转动。
[0014] 上述技术方案中,滚筒正上方设置进水口,进水口通过三通管与内筒内部相连通;滚筒正下方设置与内筒内部相连的排污水管,排污水管通过电磁阀与水循环系统的过滤装置连接。
[0015]上述技术方案中,上料架上设置一个进料斗,进料斗的上料口与料斗翻转后的倾倒位相对应,进料斗的下料口与滚筒被倾斜推起时的筒体进料口相对应;筒体出料口与设置在上料架的出料斗相对应;出料斗位于进料斗的下方。
[0016]上述技术方案中,螺旋叶片轴及螺旋叶片的表面以及内筒内侧均进行喷砂处理。
[0017]上述技术方案中,螺旋叶片轴上的螺旋叶片升角30°。
[0018]上述技术方案中,电控箱设置在上料架上,三通管连接流量传感器,电控箱与电磁阀电连接。
[0019]上述技术方案中,滚筒式清洗脱皮机工作过程如下:
[0020]首先使得料斗沿着上料架移动并使滚筒式清洗装置的滚筒倾斜,当料斗在最高点处时翻转料斗以向滚筒式清洗装置内筒导入待清洗物料;
[0021] 然后料斗返回上料架下方初始位置,滚筒式清洗装置的滚筒恢复到水平;
[0022] 然后质量传感器对筒内待清洗物料称重,测得的信号转化为待清洗物料所需的水的体积,通过定时器设定清洗时间;定量给筒体加入对应体积的水,在水量达到设定量时停止加水;
[0023] 之后,动力装置的电机正向转动,通过齿轮和主动轴以及从动轴带动滚筒及螺旋叶片轴的同轴正反向旋转,使得螺旋叶片轴和滚筒相对正反向转动,再加上内筒表面的摩擦,对农产品进行全方位的清洗脱皮;清洗过程中,皮渣碎肩从分离孔排出到达排污口;
[0024] 清洗完毕后,动力装置的电机反向转动出料,液体和皮渣碎肩向下经外筒排污口排出。
[0025] 本发明中,待清洗物料由进料斗进入到滚筒中,通过滚筒内层的螺旋叶片和螺旋叶片轴叶片执行清洗和脱皮,然后由出料架收集;动力装置包括用于使滚筒实现正反转的电机,并在不同方向的旋转过程中完成清洗脱皮和卸料操作;过滤装置用于污水的过滤循环使用,同时除去残渣。
[0026] 本发明滚筒式清洗脱皮机与现有技术相比,主要具备以下的技术优点:由于自动化程度高,实现了自动上料、清洗脱皮、出料,整个过程效率高、质量好。另外由于引入了过滤系统,可以将清洗废水净化后重新使用,节约了水资源,提高了资源利用率。此外,本发明对于农产品清洗过程的力学分析和清洗原理做了深入研究并进行综合考虑,内外筒隔离的双筒设计不仅对清洗残渣进行了有效过滤,显著提升了清洗效果,而且内筒内表面的螺旋叶片可以对物体的运动提供引导;另外,螺旋叶片轴的设计更加强清洗箱体的效率和功能性,第一增加了总体的接触摩擦面积,提高去皮效率,第二与内筒螺旋叶片相对转动形成水的剪切力,加强清洗效果,第三配合内筒表面螺旋叶片起到进料卸料功能。通过本发明,能够实现对土豆,红薯,半夏等农作物的有效清洗和全方位脱皮,同时具备自动化程度高、机构紧凑、便于操控和后期拆卸维护方便等特点。
附图说明
[0027]图1是按照本发明的滚筒式清洗脱皮机整体结构示意图正向透视;
[0028]图2是图1的俯视图;
[0029]图3是图1的本发明的滚筒式清洗脱皮机动力装置结构示意图;
[0030]图4是图1的螺旋叶片轴和内筒以及外筒的局部放大结构示意图;
[0031]图5是螺旋叶片轴与从动轴的连接结构示意图。
[0032]图1-5中各附图标记如下:1_上料架,2-进料斗,3-电控箱,4-外筒门,5-出料斗,6-机架,7-电动推杆,8-料斗,9-水栗,10-循环水管,11-电磁蝶阀,12-排污水管,13-过滤水箱,14-摆动机架,15-外筒,16-三通管,17-内筒,18-螺旋叶片轴,19-外筒端盖,19-1滚动轴承,20-内筒端盖,20-1-伸出通孔轴,21-传动齿轮,22-第一轴承支座,23-从动轴,23_1_联轴器,24-减速电机,25-第一链轮,26第三链轮,27-第二轴承支座,28-第二链轮,29-第三轴承支座,30-第四链轮,31-主动抽,32-主动齿轮,33-第四轴承支座。
具体实施方式
[0033] 按照本发明的滚筒式清洗脱皮机如图1-5所示。包括水平机架6和竖向上料架1、水平机架I上水平设置滚筒式清洗装置、用于驱动滚筒式清洗装置工作的动力装置、以及与滚筒式清洗装置连接的水循环系统;上料架上还设置与滚筒式清洗装置对接的进料和出料装置。
[0034] 其中,上料架I整体连接在所述机架6上、沿着该上料架I往复移动并在最高点处执行翻转以导入待清洗农产品的料斗8。上料架I上设置一个进料斗2用于补料。进料斗2的上料口与料斗8翻转后的倾倒位相对应,进料斗2的下料口与滚筒被倾斜推起时的筒体进料口相对应;外筒门4的左侧在上料架I上还设置出料斗5,出料斗5与外筒门4相对应用于接收清洗后的物料。出料斗5位于进料斗2的正下方。
[0035] 机架6上设置能够一端上下摆动与水平面成夹角的摆动机架14,滚筒式清洗装置的滚筒水平固定在摆动机架14上,上料架I和机架6的摆动机架14之间设置电动推杆7用于将滚筒推起或放下以便与最高位工作的料斗8相匹配;滚筒筒体被分为内外两层,包括内外同轴的外筒15和内筒17;滚筒沿水平方向包括由左侧水平开口端渐扩的锥台段筒体和右侧的水平段筒体,锥台段筒体和水平段筒体自然过渡无尖角不会使物料碰伤;在该滚筒前端(图1的左侧)设置有用于进料和出料的外筒门4,水管设置在滚筒正上方中央处并将内筒和水源相连。其中内筒17中靠近内筒端盖19 一端沿筒体中心轴线设置一条悬臂状螺旋叶片轴18 (如图4所示,螺旋叶片轴18约为筒体长度的一半,优选在筒体长度的1/4-3/4),螺旋叶片轴18的轴叶片沿轴螺旋延伸且螺旋叶片表面上均进行喷砂处理;如图4所示,所述内筒17筒体内侧也有一条轴向螺旋延伸的空心螺旋叶片,空心螺旋叶片和轴叶片旋转方向相反、且在筒体中以彼此180°交错的方式设置;在筒体两侧与筒体中心轴线垂直地分别设置外筒门
4、内筒端盖20和外筒端盖19,如图5所示,其中内筒端盖20的外端连接一个伸出通孔轴20-1,外筒端盖19的中心设置一个与该伸出通孔轴20-1相匹配的通孔,伸出通孔轴20-1由该通孔伸出并通过通孔内的滚动轴承19-1活动支撑,由此使得内筒17能够在外筒15中旋转而外筒15以及外筒端盖19保持不动;外筒门4、内筒17筒体和内筒端盖20将内筒封闭,外筒门4、外筒15和外筒端盖19将外筒封闭;在外筒15正上方设置三通管16,三通管16通过水管与内筒17内部相连通;在外筒15水平段底部设置排污口和排污水管12,排污水管12与外筒15内部通过排污口连通;其中内筒17内部筒体进行喷砂处理并且在内筒17水平段筒体表面周向均匀设有小圆孔作为分离孔,分离孔与排污口相连通用于将液体和较为细小的皮渣碎肩从分离孔排出并向下经外筒排污口排出。
[0036] 进一步的,螺旋叶片轴的叶片以及内筒叶片的锋利尖端均采用圆角设计,有效避免刃口对土豆类作物的损伤。
[0037]如图1-5,所述动力装置在筒体的右端,包括用于使筒体正反转的减速电机24、相互平行的主动轴31和从动轴23、以及各轴上的齿轮和或链轮,其中,第一链轮25位于减速电机24上,与安装在主动轴31右端的第二链轮28配合链传动驱动主动轴31,主动轴31上的主动齿轮32与伸出通孔轴20-1上固定的传动齿轮21啮合传动从而带动内筒17的转动;主动轴31上的第四链轮30与从动轴23上的第三链轮26配合链传动驱动从动轴23,如图5,从动轴23与螺旋叶片轴18的右侧轴端通过套筒联轴器23-1连接,螺旋叶片轴18通过套筒联轴器23-1和内筒端盖20伸出通孔轴20-1内的轴承固定与支撑,从而使得螺旋叶片轴18被从动轴23带动并以与内筒17方向(包括内筒端盖20)相反的方向旋转。
[0038] 主动轴31由第三轴承支座29和第四轴承支座33支撑定位,从动轴23由第二轴承支座27和第一轴承支座22支撑定位。由此,减速电机24通过输出轴与两轴的齿轮和链轮系统连接,实现减速电机24的一个方向的转动带动滚筒的内筒和螺旋叶片轴的正反转,达到了同轴反转的效果,从而加大农产品在筒体内的互相摩擦和振动力度,实现对农产品进行透彻的脱皮清洗。
[0039]如图1,水循环系统包括设置在所述排污口下方的控制排污的电磁蝶阀11、与所述排污水管12相连对污水进行净化的过滤水箱13,以及使净化水循环再利用的水栗9;排污水管12通过电磁蝶阀11与排污口连通;所述出料斗5设置在所述外筒门4的下方,并用于将执行清洗脱皮后的收集。
[0040]如图1,该清洗机还具有电控装置,所述电控装置包括设置在上料架I上的电控箱
3、设置在摆动机架14上用于获取筒体内物体质量的质量传感器、与所述三通管16相连用于测水量的流量传感器,位于筒体左下方安装在机架上的电动推杆7,所述电动推杆7的顶端与机架6上方的摆动机架14连接,用于将外筒15的筒体外筒门4 一端向上推举使筒体与水平面成夹角,便于料斗8在最高点翻转后与外筒门4相对应进行上料,所述电动推杆7在上料结束后回收将筒体放平。所述如图4中所示,所述螺旋叶片轴18在筒体中水平设置,且轴上螺旋叶片升角30°,由此将农产品沿筒体轴向和切向共同推动使其产生复合运动,从而具有旋转和卸料等多种工作性能。
[0041] 本发明的工作过程如下:启动电机,电动推杆7斜向上方伸出,将滚筒向上推动,使之与水平面成20°打开外筒门4,然后料斗8升降装置滑轮工作,使料斗8向上运动,并且在最高点时翻转,将料斗8内的农产品由外筒门4处的进料口(也是出料口)倒入筒体中关上外筒门4,而后电动推杆回收,将滚筒放平。此时电控单元中称重模块对筒内待清洗物料称重,测得的信号转化为待清洗物料所需的水的体积,最后清洗模块通过定时器设定清洗时间;转换后的信号用于使供水模块的水管工作。水管10通过定量加水器给筒体加入对应体积的水,在水量达到一定量时定量加水器自动关闭,停止加水。然后,筒体动力装置的减速电机正向旋转工作,通过齿轮和轴带动滚筒及螺旋叶片轴的旋转,由于螺旋叶片轴和滚筒的相对正反向转动,再加上内筒表面的摩擦,可以对农产品进行全方位的清洗脱皮。清洗完毕后打开外筒门4,筒体动力装置的减速电机反向旋转工作,使得清洗脱皮完的物料开始从出料口进入下方的出料斗5内。
[0042]以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动而想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:包括进料装置、出料装置、水平机架和竖向上料架、水平机架上水平设置滚筒式清洗装置、用于驱动滚筒式清洗装置工作的动力装置、以及与滚筒式清洗装置连接的水循环系统; 其中,进料装置包括设置在所述上料架上、沿着该上料架往复移动并在最高点处执行翻转以向内筒导入待清洗物料的料斗; 滚筒式清洗装置包括水平放置于机架上并且筒体进料口一端能够被推起或放下的滚筒;滚筒靠近上料架的一侧设置水平开口作为进料口和出料口,滚筒包括内外同轴且相互间隔设置的封闭外筒和封闭内筒,内筒的筒体内侧设置轴向螺旋延伸的空心螺旋叶片,在内筒的空心螺旋叶片中心,沿滚筒中心轴线水平悬空设置一根螺旋叶片轴,所述螺旋叶片轴与所述空心螺旋叶片螺旋方向相反、且在筒体中以彼此180°交错的方式设置;内筒和螺旋叶片轴均与动力装置相连接并在动力装置驱动下同轴反向转动; 水循环系统包括过滤装置,过滤装置前设置污水收纳端,过滤装置后设置清洁水源端和水栗;清洁水源端通过水栗和进水管与内筒内部连通,内筒底部通过周向分离孔与外筒排污口连通,外筒排污口设置在外筒底面并与污水收纳端连通; 还包括电控箱、流量传感器以及质量传感器,电控箱连接质量传感器和流量传感器,流量传感器与进水管连接。
2.根据权利要求1所述的滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:外筒和内筒均包括由水平开口端渐扩的锥台段筒体和与锥台段筒体连为一体的右侧水平段筒体;内筒水平段筒体表面周向均匀设置小圆孔作为分离孔,外筒排污口设置在外筒水平段筒体底面,分离孔与排污口相连通用于将液体和皮渣碎肩从分离孔排出并向下经外筒排污口排出。
3.根据权利要求1所述的滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:机架上设置能够一端上下摆动与水平面成夹角的摆动机架,滚筒水平固定在摆动机架上,上料架和机架的摆动机架之间设置电动推杆,电动推杆的顶端与摆动机架连接,用于将滚筒的进料口一端向上推举使筒体与水平面成夹角,便于料斗在最高点翻转后与筒体进料口相对应进行上料,所述电动推杆在上料结束后回收将筒体放平。
4.根据权利要求1所述的滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:动力装置设置在筒体与进料口相背离的一端,动力装置包括一个减速电机和平行间隔的主动轴和从动轴,减速电机通过同步链轮和齿轮传动分别带动主动轴和从动轴;在筒体水平两侧与筒体中心轴线垂直地分别设置外筒门、内筒端盖和外筒端盖,外筒门用于封闭作为进料口和出料口的水平开口,外筒门、内筒筒体和内筒端盖将内筒封闭,外筒门、外筒和外筒端盖将外筒封闭;内筒端盖与进料口相背离的一端设置一个伸出通孔轴,外筒端盖的中心设置一个与该伸出通孔轴相匹配的通孔,伸出通孔轴由该通孔伸出并由通孔内轴承活动支撑;螺旋叶片轴在筒体中沿轴向远离进料口设置并由内筒端盖伸入伸出通孔轴内,且在伸出通孔轴内,螺旋叶片轴轴端与从动轴固定连接并通过伸出通孔轴内轴承活动支撑;伸出通孔轴由轴承活动支撑并通过伸出通孔轴上齿轮与主动轴上的齿轮啮合,由此通过主动轴带动内筒转动,并同时通过从动轴带动螺旋叶片轴以与内筒转动方向相反的方向转动。
5.根据权利要求1所述的滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:滚筒正上方设置进水口,进水口通过三通管与内筒内部相连通;滚筒正下方设置与内筒内部相连的排污水管,排污水管通过电磁阀与水循环系统的过滤装置连接。
6.根据权利要求1所述的滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:上料架上设置一个进料斗,进料斗的上料口与料斗翻转后的倾倒位相对应,进料斗的下料口与滚筒被倾斜推起时的筒体进料口相对应;筒体出料口与设置在上料架的出料斗相对应;出料斗位于进料斗的下方。
7.根据权利要求1所述的滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:螺旋叶片轴及螺旋叶片的表面以及内筒内侧均进行喷砂处理。
8.根据权利要求1所述的滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:螺旋叶片轴上的螺旋叶片升角30。。
9.根据权利要求1所述的滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:电控箱设置在上料架上,三通管连接流量传感器,电控箱与电磁阀电连接。
10.根据权利要求1-9之一所述的滚筒式清洗脱皮机,其特征在于:滚筒式清洗脱皮机工作过程如下: 首先使得料斗沿着上料架移动并使滚筒式清洗装置的滚筒倾斜,当料斗在最高点处时翻转料斗以向滚筒式清洗装置内筒导入待清洗物料; 然后料斗返回上料架下方初始位置,滚筒式清洗装置的滚筒恢复到水平; 然后质量传感器对筒内待清洗物料称重,测得的信号转化为待清洗物料所需的水的体积,通过定时器设定清洗时间;定量给筒体加入对应体积的水,在水量达到设定量时停止加水; 之后,动力装置的电机正向转动,通过齿轮和主动轴以及从动轴带动滚筒及螺旋叶片轴的同轴正反向旋转,使得螺旋叶片轴和滚筒相对正反向转动,再加上内筒表面的摩擦,对农产品进行全方位的清洗脱皮;清洗过程中,皮渣碎肩从分离孔排出到达排污口; 清洗完毕后,动力装置的电机反向转动出料,液体和皮渣碎肩向下经外筒排污口排出。
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