CN105537179A - 智能自动洗米装置 - Google Patents

Abstract

一种智能自动化洗米装置及其控制方法。该智能自动化洗米装置包括计量部、除尘部、清洗部和控制部。计量部用以控制洗米装置的洗米量，除尘部利用振动原理初步除去米上的粉尘以及沙土，清洗部执行清洗操作，计量部、除尘部以及清洗部的操作均由控制部控制。本发明还涉及了控制该智能自动化洗米装置进行工作的方法。本发明的智能自动化洗米装置实现全自动洗米，能提高洗米效率和洗米质量，结构简单、高效节水等优点。

Description

智能自动洗米装置

技术领域

本发明涉及一种洗米装置，特别涉及一种智能自动洗米装置。

背景技术

随着社会竞争的日趋激烈，人们的生活节奏也越来越快，没有足够的时间来完成做饭等家务。在以大米为原料的食品精深加工中，洗米是第一道工序。目前，超市、粮油店等商店出售的大米，高粱米，小米等，其表面都有糠皮类附着物、泥沙等微小颗粒，传统的洗米装置利用工具加以搅拌进行清洗，不仅劳动强度大，而且清洗效果差。同时利用工具搅拌清洗时，因用力难以掌握，对米粒完整性破坏较大，营养成分流失较多。

同时，在工作过程中，洗米机喷管经常容易阻塞，且维修不便，利用高压水流冲米，水的消耗很大，而且设备的体积较大，成本高，不够实用。因此，如何以解决传统洗米费水费时、比较麻烦、又洗不干净并且还能最大程度地保证谷粒等的完整性，这些问题在当今的形势下显得越来越迫切。

发明内容

本发明旨在提供一种节水、节能、清洁度和适应性较高的智能自动洗米装置。

一种智能自动洗米装置，包括计量部、除尘部、清洗部、控制部，其特征在于：计量部包括多个容纳箱、多个电控计量阀、多个光学粒径测量仪，电控计量阀和光学粒径测量仪的数量与容纳箱的数量相一致，且每个容纳箱内谷物通过电子计量阀控制排出量，每一容纳箱上部侧壁上设置有光学粒径测量仪，测量箱内所容纳谷物的颗粒直径；除尘部包括箱体、上除尘板、下除尘板、振动器、开度调整机构、下部盖板；上下除尘板上都设置有孔，在使用过程中，开度调整机构调节上下除尘板之间的重合度，形成对应尺寸开度；除尘箱的下部盖板可以绕着中间枢转轴朝左右两个方向打开，除尘完成后下部盖板向第一方向打开，排出粉尘，完毕后再朝第二方向打开，同时上、下除尘板也朝着第二打开，排出除尘后的谷物，其中第一方向与第二方向相反；清洗部包括输入漏斗、外壳、内设的直立U形网箱、外置的压缩气体发生器、压缩气体输入口、喷淋头、加热器、门、排出管、过滤器、电机，除尘部排出的谷粒经由输入漏斗进入到清洗部内的U形网箱中，U形网箱与外壳之间留有间距，U形网箱上设置有网孔，U形网箱中间设置有台阶状的咬合孔，外壳底部中间设置有驱动杆，该驱动杆配合到咬合孔中，带动U形网箱旋转，压缩气体发生器与压缩气体输入口相连接，压缩气体输入口设置在外壳下部，压缩空气自底部进入外壳中，喷淋头设置在外壳的上部，喷淋头与加热器连接；水流经过外壳下部的排出管排出；控制部，用以控制计量部、除尘部和清洗部的操作。

根据本发明的一个方面，清洗部还包括超声波发生器，在启动自清洗步骤之后，超声波发生器与所述加热器开始工作，利用超声波和温水对清洗部进行自清洗。

根据本发明的一个方面，还涉及一种所述智能自动洗米装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

A.用户在控制面板上选择容纳箱、输入容量及温度参数，启动清洗；

B.光学粒径测量仪测量谷物尺寸信息并反馈到控制部，控制部根据尺寸调整除尘部中上下除尘板配合所形成的开度后，所述电控计量阀按照所需容量排出谷物；

C.启动除尘板进行振动；

D.控制下部盖板朝向一侧打开，排出粉尘杂物；后控制下部盖板向另一侧打开，同时控制上下除尘板朝向同一侧打开，排出除尘后谷粒到清洗部；

E.启动清洗后，加温或者不加温的水经过加热器送到喷头，进行冲淋；同时压缩气体发生器启动，输入压缩气体进行清洗；

F.清洗完成后，所述排出管上的阀门打开，经由过滤器排出废水；

G.启动驱动杆带动所述U形网箱转动，沥干水分；

H.指示器发出提示音，清洗完毕。

根据本发明的一个方面，该方法还包括自清洗步骤：

具体为：在所述步骤A之前，控制器启动光传感器对网箱和外壳内部进行感测，如发现网箱上存在堵塞或者外壳内部粘附有其他物质，便启动自清洗步骤，控制部启动加热器，经由喷淋头向内部充入温水，待水充入完毕，启动超声波发生器，对外壳内部进行清理，之后启动排出管的单向阀排水；

或者，由用户手动选择需要启动自清洗，在所述步骤A之前，控制部启动加热器，经由喷淋头向内部充入温水，待水充入完毕，启动超声波发生器，对外壳内部进行清理，之后启动排出管的单向阀排水。

本发明的优点在于：解决了传统人工洗米费水费时、比较麻烦、又洗不干净，以及现有洗米机体积较大、造价高、极不实用、不适合普通家庭使用的缺点，本发明达到了智能自动洗米、洗米效率高、省水省时、使用方便、洗米干净，并且体积较小、造价低、适合普通家庭使用的效果。

附图说明

图1为根据本发明智能自动洗米装置的示意图。

图2为根据本发明智能自动洗米装置的上下除尘板结构示意图。

图3为根据本发明智能自动洗米装置的上下除尘板中网孔组合形成开度的示意图。

图4a-4c为根据本发明智能自动洗米装置其除尘部的工作示意图。

图5为根据本发明智能自动洗米装置的U形网箱其结构示意图，示出了其中设置的阶梯状咬合孔。

具体实施方式

如图1所示，本发明的智能自动洗米机可以同时或者分别清洗不同种类的谷物，如红豆、绿豆、高粱、小麦、米等。其包括计量部1、除尘部2、清洗部3、控制部。计量部用以控制洗米装置的洗米量，除尘部利用振动原理初步除去米上的粉尘以及沙土，清洗部执行清洗操作，计量部、除尘部以及清洗部的操作均有控制部控制。

其中计量部1包括多个容纳箱11、多个电控计量阀12、多个光学粒径测量仪13。多个容纳箱可以装载家庭中常用的几种谷物，容纳箱的多少可以根据家庭人数的多少进行定制，优选地，作为示意，本发明示出了三个容纳箱的设置，实际上，本领域技术人员可以根据需求设置更多或者更少的容纳箱。每个容纳箱内谷物通过电子计量阀12控制排出量。每一个容纳箱上部具有盖子(未示出)，在每一容纳箱上部侧壁上设置有光学粒径测量仪13，测量箱内所容纳谷物的颗粒直径。本发明中的多个容纳箱，可以存储多种常用谷粒，因此在清洗的过程中，可选择让两个或多个容纳箱中谷物落下，在除尘部中通过震荡除去粉尘和砂石，并充分混合起来。也可以仅清洗一种谷物。本发明中多个容纳箱的并行设置，改进了现有技术中一般洗米装置的每次只能处理一种谷物，如大米，或者加入提前混合好的谷物，而不能动态调整的问题。另外，光学粒径测量仪13为除尘部2中的相关部件的操作提供了依据，且光学粒径测量仪以较小直径的粒径为最终结果反馈到控制部，用以控制除尘部中上下除尘板的开度。

所需量的米或者其他谷物从计量部排出后，落入除尘部2。除尘部2包括箱体21、上除尘板22、下除尘板23、振动器(未示出)、开度调整机构(未示出)、下部盖板24。上下除尘板22,23上设置有孔，如图2所示，其中上除尘板22的孔径稍大于下除尘板的孔径，在使用过程中，为了使得粉尘和沙土顺利排出而不会将谷物排出，开度调整机构根据光学粒径测量仪13所反馈的结果调节上下除尘板22,23的重合程度，如图3所示，从而使得它们配合形成对应尺寸开度。由此可见，本发明中的智能自动洗米装置能够灵活地针对不同的谷物进行处理，进行准确地除尘、清洗控制。由此工作时为了将谷物表面的粉尘除去，振动器带动上下除尘板一起振动，振动频率为70-100Hz；振动时间为2-5min，一般来说，颗粒尺寸越大则振动频率和振动时间也相应加大。附着在谷物上的粉尘一般是糠皮类附着物、泥沙等微小颗粒。现有技术中的洗米装置不存在除尘装置，而直接冲洗，这样耗水耗时。利用本发明的除尘部对谷物颗粒进行振动除尘，首先可以去除泥沙等密度较大的杂质颗粒，而且糠皮类附着物或粉尘也可以通过大于70Hz的频率甩除。所以一般在开始振动之前，上、下除尘板的开度为控制部根据随着振动的逐渐进行，控制部控制开度逐渐变小，而不是一直保持不变。上、下除尘板之间所形成的开度最大值与光学粒径测量仪13所测到的颗粒直径相对应，而开度最小值为颗粒直径的一半。随着振动的进行，大颗粒杂物和粉尘已经逐渐甩除，此时如果仍然保持着开度为颗粒直径大小，那么有些谷物碎粒或者特别小的谷粒会被直接振出，造成粮食的浪费，针对这类型的问题，本发明所设置的除尘板之间的开度是动态调整的。但是同时振动频率不应过大，经过试验证明，如果振动频率大于100Hz，会使得谷物表面因为振动和碰撞而有所损害。这是在现有的洗米装置中所不具有的优点。如图4a-4c所示，除尘箱下部盖板24可以绕着中间枢转轴向左或者向右开合，先第一方向打开，排出粉尘和沙土，然后下部盖板24再向第二方向打开，排出除尘后的谷物，其中第一方向与第二方向相反，。谷物经由接入清洗部3的输入漏斗31，落入到清洗部3中。下部盖板24可朝两个方向的枢转打开，充分利用了空间，并且能灵活利用枢转原理排出不同的物料。

清洗部上部与输入漏斗31相接，且在接口处设置有单向阀(未示出)，在清洗工作开始时，阀门关闭，以防止仍有其他颗粒下落。清洗部还包括外壳32、内设的直立U形网箱33、外置的压缩气体发生器34、压缩气体输入口、喷淋头35、加热器36、门、排出管38、过滤器39、电机(未示出)。

如图5所示，U形网箱33与外壳32之间留有1-3CM的间距，以足够的清洗空间。外壳32的尺寸需要满足高度(竖直方向上尺寸)与宽度之间比值在1.2-1.5:1的范围内，而宽度与长度(水平方向上)的比值为1-1.1:1的范围内。长宽高比不合理，一方面有可能浪费空间，另一方面也会使得不能充分清洗谷粒，影响清洗效果和效率。经过试验证明，U形网箱具有本发明所限定的长宽比，才能合理地利用空间。U形网箱33的网孔大小为0.5-1mm，密度20-30个/cm²，这样的孔径和密度保证了所有谷物既能得到充分的清洗，又不会漏出网箱，造成排水系统的堵塞。U形网箱中间设置有台阶状的咬合孔331，外壳底部中间设置有驱动杆321，该驱动杆321配合到咬合孔331中，带动U形网箱33旋转，甩出多于水分。这种孔杆配合驱动旋转的机构在机械领域中较为常见，在此不再赘述。或者在清洗过程中进行慢速旋转，提高清洗速度。

本发明的智能自动化洗米装置还设置有压缩气体发生器34，压缩气体发生器34与压缩气体输入口35相连接，压缩气体输入口35设置在外壳下部，压缩空气自底部进入，U形网箱内的谷物，如米能够充分翻滚并与水充分接触，表面杂质可被压缩空气带走上浮，因而清洗效果好；另外在清洗过程中，从压缩气体输入口35输入的压缩空气进入外壳32内，控制米粒翻滚，以去除大米表面粉尘及杂质，以有效但又不伤害谷物表面的方式实现清洗。利用压缩气体来辅助谷粒清洗，一方面可以在清洗过程中形成一定的紊流，有利于加速清洗的进行，同时还能加强清洗的效果。在压缩气流的帮助下，清洗所需时间减少了至少30％。这是在现有的洗米装置中所不具有的优点。

喷淋头36设置在外壳32的上部，喷淋头与加热器36连接，在谷物的清洗过程中，对于表面粘附有粘性物质的谷物来说，利用温水来清洗效果更佳。一般情况下，不需要使用温水，则不需要启动加热器36，水经过加热器，但未进行加热，而流到喷头喷下，对谷物进行冲洗。

清洗完成之后，水流经过外壳32下部的排出管38排出，且排出管外接过滤器39，将清洗过程中形成的杂物隔离出来，再将水排出。所排出的水也可以收集起来，重复利用。排出管上设置有电子单向阀，控制排水。

水排出之后，电机启动驱动杆321，带动U形网箱33旋转，甩出多余水分。为了保证谷物的完整性，旋转速度为50转/分即可。一般来说仅需要两分钟即可将水沥干。水沥干之后，指示器响起。用户可打开外壳的门39，将网箱33取出，倒出洗好的谷物。驱动杆的设置，有助于快速沥干清洗后的谷粒上所附着的水分，因此从外壳中取出的洗好的谷粒，不会将水滴到地板上，并且比静置沥干来说，更能节省时间，为现代人的快速节奏提供了更多的便利。

智能自动洗米装置清洗部中的门上还设置有控制面板(未示出)。其中控制面板为控制部的一个部分，用以让用户在控制面板上选择容纳箱后输入所需容量，如果需要加热还可以按压加热按钮，输入所需温度，再按压开始按钮后即可以启动洗米装置进行工作。

目前一般的洗米装置上都未设计有自清洗机构，因此很多时候需要手动处理网箱或者外壳上的一些堆积物。且一般是对正常清洗有一定影响之后人们才会发现有所堆积，此时再去手动清洗洗米装置，就会影响正常的煮食，人们有时候不得不手动清洗谷粒，这就丧失了这种装置的实际应用效果。鉴于这种频发、常见问题，本发明的智能自动洗米装置还包括自动清洗功能，在使用一段时间之后，清洗部外壳或者网箱的网眼上可能会堆积一定的杂物，此时可以利用温水和设置在外壳32上部内壁上的超声波发生器37对清洗部内侧进行自清洗，保证设备的正常运转。同时外壳32内顶部设置有光学传感器(未示出)以感测外壳和U形网箱内部是否存在堵塞情况。本发明利用超声波发生器所发出的超声振动来振出U形网箱上孔眼的杂物以及外壳内壁上附着的堆积物。在市面上有各种振动机构可以造成振动效果，而本发明之所以采用超声波发生器，是通过各种尝试之后，发现超声波振动器比起其他类型的振动器来说，振动效果较为理想，不会过大或者过小，且超声波发生器的大小不会大大影响洗米装置的整体构造，能使得洗米装置保持合理的所占空间。这些都是在现有的洗米装置中所不具有的优点。

控制部，用以接受各个传感器传回的信号，并控制各个部件的操作。由于这方面的技术术语本领域公知技术，因此在本文中不再赘述。

本发明还涉及该智能自动洗米装置的控制方法。包括如下步骤：

A.用户在控制面板上选择容纳箱、输入容量及温度参数，启动清洗；

B.光学粒径测量仪测量谷物尺寸信息并反馈到控制部，控制部根据尺寸调整除尘部中上下除尘板配合所形成的开度后，所述电控计量阀按照所需容量排出谷物；

C.启动除尘板进行振动；

D.控制下部盖板朝向一侧打开，排出粉尘杂物；后控制下部盖板向另一侧打开，同时控制上下除尘板朝向同一侧打开，排出除尘后谷粒到清洗部；

E.启动清洗后，加温或者不加温的水经过加热器送到喷头，进行冲淋；同时压缩气体发生器启动，输入压缩气体进行清洗；

F.清洗完成后，所述排出管上的阀门打开，经由过滤器排出废水；

G.启动驱动杆带动所述U形网箱转动，沥干水分；

H.指示器发出提示音，清洗完毕。

本发明的自清洗步骤可由用户手动启动。在每次进行谷物清洗之前，控制器启动光传感器对网箱和外壳内部进行感测，如发现网箱上存在堵塞或者外壳内部粘附有其他物质，便启动自清洗步骤。控制部启动加热器，经由喷淋头向内部充入外壳容积4/5的温水，一般水温在80℃，待水充入完毕，启动超声波发生器，对外壳内部进行清理，超声频率为40～100Hz、超声波功率强度为2～6.0kW/m2的条件下超声处理2次，每次连接超声处理30秒，相邻两次超声处理间隔时间为20秒。之后启动排出管的单向阀排水。

因此发明的控制方法还包括自清洗步骤，具体为：在所述步骤A之前，控制器启动光传感器对网箱和外壳内部进行感测，如发现网箱上存在堵塞或者外壳内部粘附有其他物质，便启动自清洗步骤，控制部启动加热器，经由喷淋头向内部充入温水，待水充入完毕，启动超声波发生器，对外壳内部进行清理，之后启动排出管的单向阀排水；

或者，由用户手动选择需要启动自清洗，在所述步骤A之前，控制部启动加热器，经由喷淋头向内部充入温水，待水充入完毕，启动超声波发生器，对外壳内部进行清理，之后启动排出管的单向阀排水。

用户在控制面板上选择相关容纳箱(可选择一个或者多个容纳箱)和容量之后，光学粒径测量仪测量谷物尺寸信息并反馈到控制部，控制部根据尺寸调整除尘部中上下除尘板配合所形成的开度后，容纳箱11对应的电控计量阀12按照所需容量排出谷物。下料完毕后，振动器启动，使得上下除尘板22,23同步振动。按照时间振动完成之后。控制部控制除尘部下部盖板门向右(非限定，仅为举例说明)打开，先排出粉尘和沙土。后再倾斜上下除尘板向左倾斜，同时下部盖板也向左倾斜，从谷物排出通道将谷物排入清洗部中。在清洗部与谷物排出通道相连通的地方，设置有进料计量阀，当接近设定量的谷物通过进料计量阀之后，阀门关闭，同时该计量阀向控制部发出启动清洗的信号。

控制部接收到启动清洗信号之后，从喷淋头进水，一般来说，水的加入量为谷物量的1.5-2倍即可。如果用户选择了加温选项，则启动加热器，对进水进行加热后输入到喷淋头。水加满之后，启动压缩空气发生器，充入压缩空气，使得气体搅动水和谷粒，进行充分清洗。一般来说，根据容量、颗粒大小、所选择的温度，清洗时间在5-10分钟。清洗完成后，控制部发出指令，压缩空气发生器停止。排出管上的单向阀打开，经由过滤器排出废水。清洗部外壳内设置的传感器感应到水已经基本排出的时候，向控制部发出信号，控制部启动驱动杆进行沥水操作，一般沥水时间设定为两分钟。沥水完毕，指示器发出提示音，提醒用户取出干净的谷物。

本发明的自清洗步骤可由用户手动启动。在每次进行谷物清洗之前，控制器启动光传感器对网箱和外壳内部进行感测，如发现网箱上存在堵塞或者外壳内部粘附有其他物质，便启动自清洗步骤。控制部启动加热器，经由喷淋头向内部充入外壳容积4/5的温水，一般水温在80℃，待水充入完毕，启动超声波发生器，对外壳内部进行清理，超声频率为40～100Hz、超声波功率强度为2～6.0kW/m2的条件下超声处理2次，每次连接超声处理30秒，相邻两次超声处理间隔时间为20秒。之后启动排出管的单向阀排水。

试验结果表明，相对于现有技术的洗米装置来说，本发明的智能自动洗米装置，提高了清洗效率和效果。从进料到沥干取出，所需时间一般在15min左右，取决于所洗量和谷粒大小。并且效果较一般的洗米装置来说要好，洗后谷粒完整度较高。并且本发明的自清洗装置可手动或者进行每次清洗之前进行，大大提高了每次清洗的自动化程度和速度。

以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种智能自动洗米装置，包括计量部、除尘部、清洗部、控制部，其特征在于：计量部包括多个容纳箱、多个电控计量阀、多个光学粒径测量仪，电控计量阀和光学粒径测量仪的数量与容纳箱的数量相一致，且每个容纳箱内谷物通过电子计量阀控制排出量，每一容纳箱上部侧壁上设置有光学粒径测量仪，测量箱内所容纳谷物的颗粒直径；除尘部包括箱体、上除尘板、下除尘板、振动器、开度调整机构、下部盖板；上、下除尘板上都设置有孔，在使用过程中，开度调整机构调节上下除尘板之间的重合度，形成对应尺寸开度；除尘箱的下部盖板可以绕着中间枢转轴朝左右两个方向打开，除尘完成后下部盖板向第一方向打开，排出粉尘，完毕后再朝第二方向打开，同时上、下除尘板也朝着第二打开，排出除尘后的谷物，其中第一方向与第二方向相反；清洗部包括输入漏斗、外壳、内设的直立U形网箱、外置的压缩气体发生器、压缩气体输入口、喷淋头、加热器、门、排出管、过滤器、电机，除尘部排出的谷粒经由输入漏斗进入到清洗部内的U形网箱中，U形网箱与外壳之间留有间距，U形网箱上设置有网孔，U形网箱中间设置有台阶状的咬合孔，外壳底部中间设置有驱动杆，该驱动杆配合到咬合孔中，带动U形网箱旋转，压缩气体发生器与压缩气体输入口相连接，压缩气体输入口设置在外壳下部，压缩空气自底部进入外壳中，喷淋头设置在外壳的上部，喷淋头与加热器连接；水流经过外壳下部的排出管排出；控制部用以并控制计量部、除尘部和清洗部的操作。

2.根据权利要求1的智能自动洗米装置，其特征在于，清洗部还包括超声波发生器，在启动自清洗步骤之后，超声波发生器与所述加热器开始工作，利用超声波和温水对清洗部进行自清洗。

3.一种如权利要求1中所述智能自动洗米装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

A.用户在控制面板上选择容纳箱、输入容量及温度参数，启动清洗；

B.光学粒径测量仪测量谷物尺寸信息并反馈到控制部，控制部根据尺寸调整除尘部中上、下除尘板配合所形成的开度后，所述电控计量阀按照所需容量排出谷物；

C.启动除尘板进行振动；

D.控制下部盖板朝向第一方向打开，排出粉尘杂物；后控制下部盖板向第二方向打开，同时控制上下除尘板朝向第二方向打开，排出除尘后谷粒到清洗部；

E.启动清洗后，加温或者不加温的水经过加热器送到喷头，进行冲淋；同时压缩气体发生器启动，输入压缩气体进行清洗；

F.清洗完成后，所述排出管上的阀门打开，经由过滤器排出废水；

G.启动驱动杆带动所述U形网箱转动，沥干水分；

H.指示器发出提示音，清洗完毕。

4.根据权利要求3的控制方法，其特征在于：还包括自清洗步骤：

具体为：在所述步骤A之前，控制器启动光传感器对网箱和外壳内部进行感测，如发现网箱上存在堵塞或者外壳内部粘附有其他物质，便启动自清洗步骤，控制部启动加热器，经由喷淋头向内部充入温水，待水充入完毕，启动超声波发生器，对外壳内部进行清理，之后启动排出管的单向阀排水；

或者，在所述步骤A之前，由用户手动选择需要启动自清洗，控制部启动加热器，经由喷淋头向内部充入温水，待水充入完毕，启动超声波发生器，对外壳内部进行清理，之后启动排出管的单向阀排水。