一种喂料装置
技术领域
本发明涉及一种固体物料挤出设备,特别涉及一种用于破除物料起拱的喂料装置。
背景技术
生活中经常需要对各种物料进行配制,如调料配制、药物配制、化工原料配制等。对于固体物料的输送和定量,其中常见的一种技术是通过螺杆进行定量喂料。目前螺杆输送技术已经是一种较为成熟的粉状或颗粒状固体输送的通用技术手段。特别是在厨房用的固体调料设备领域,螺杆输送技术的运用也十分广泛,其主要用于定量输送盐、糖、味精等颗粒状的固体调料。
在传统的用于粉料或颗粒状物料的喂料机中,喂料机只有一根螺杆作为推进器,在实际应用过程中,往往会有喂料不流畅的现象。即物料的流动性较差时,会出现推进处架空,形成隧道一样的拱桥,进而阻止物料进入喂料腔,导致喂料机在喂料过程中,喂料腔内的喂料螺杆的受料部分无料可下。
特别是烹饪用的出料设备领域,出现这种现象时将影响下料精度进而对烹饪效果有极大的影响。如中国专利CN201710219U中公开了一种固体调味品投注器,该固体调味品投注器通过一些结构件的联动,实现固体调味料的选择和定量,并最终被调味料盒内设的推送结构(如螺旋杆)推送至盒体外部。上述的固体调料在固体调味品投注器中的物料靠自重下落,但若物料的流动性较差或者出现物料潮湿时,在喂料过程中,物料容易在螺旋杆上方的储存容器的圆锥形漏斗结构的底部形成压实的拱桥,进而妨碍物料进入喂料腔的螺杆中,影响下料作业的正常进行,并且影响下料精度。
现有技术中,用于解决架拱的办法多为人工捣破或机械破拱,人工捣破的效率低,且劳动强度大。机械破拱一般采用在料仓底部安装搅拌器作为机械破拱设备,但现有的喂料机中的搅拌器只能局限于料仓底部局部破拱,却无法对靠近料仓口以上的附近位置进行破拱,因此,同样会存在物料在料仓口以上的附近位置形成拱桥而使得螺杆受料部位无料可下的问题。
因此,目前,如何保证喂料机在下料过程中有料可下或者螺杆受料部位有料可出的问题亟待解决。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供了一种喂料装置,通过搅拌机构触动破拱弹性片上、下摆动,实现较大范围地对物料进行破拱,保证喂料螺杆受料均匀并有效提高了出料精度。
本发明通过如下技术方案实现:
一种喂料装置,包括进料口、搅拌腔和喂料腔,所述搅拌腔设置于所述进料口和所述喂料腔之间;所述喂料腔内贯穿有喂料螺杆;所述搅拌腔内设有破拱弹性片,所述破拱弹性片一端固定安装于所述搅拌腔和所述进料口的结合处,另一端悬空;所述搅拌腔内还设有与所述破拱弹性片配合的搅拌机构;所述搅拌机构包括旋转轴和固定于所述旋转轴上的搅拌桨;
所述搅拌机构转动过程中,所述搅拌桨周期性与所述破拱弹性片接触,所述破拱弹性片的接触部位发生弹性变形,从而带动所述破拱弹性片的悬空端摆动,对物料进行破拱;所述搅拌桨与所述破拱弹性片分离时,所述破拱弹性片恢复自然状态。
进一步地,所述破拱弹性片上与所述搅拌桨进行接触的部位为弹性片,其余部位为刚性片;破拱弹性片中的弹性片的接触部位能够实现弹性变形和自动恢复自然状态,使得破拱弹性片的悬空端能够上、下摆动,破拱所涉及的范围广;破拱弹性片中的刚性片的部位对物料的破拱力度好,使得破拱效果更好。
进一步地,所述破拱弹性片的悬空端位于向下的极限位置时,所述破拱弹性片的悬空端的端部贴近于所述搅拌腔的内侧壁;有利于破拱弹性片在上下摆动的过程中,通过其悬空端的端部刮落粘附于搅拌腔的内侧壁的物料。
进一步地,所述破拱弹性片的悬空端具有向上弯曲端,所述破拱弹性片的悬空端位于向上的极限位置时,所述向上弯曲端的端部伸入所述进料口;有利于保证破拱弹性片在破拱的过程中,其悬空端的端部的运动行程更大并且能够更加深入进料口内,实现较大范围的破拱。
进一步地,所述破拱弹性片的接触部位弹性变形至其悬空端的端部与固定端的固定点之间的直线位移最大时,所述破拱弹性片的悬空端的端部贴近于所述搅拌腔的内侧壁;使得破拱弹性片在上下摆动的过程中,当破拱弹性片的接触部位弹性变形至其悬空端的端部与固定端的固定点之间的直线位移最大时,其悬空端的端部能够对粘附于搅拌腔的内侧壁的物料进行刮料,但不会直接与搅拌腔的内侧壁接触,避免刮伤搅拌腔的内侧壁。
进一步地,所述破拱弹性片位于所述搅拌机构的上方,有利于搅拌机构转动时,其搅拌桨抵触于破拱弹性片的下部,使得破拱弹性片向上摆动的幅度相对变大,并且破拱弹性片的悬空端的端部能够伸入进料口内,对物料进行破拱。
进一步地,所述搅拌机构包括多个设置于所述旋转轴上的搅拌桨,且所述多个搅拌桨沿着所述旋转轴的径向平面指向不同方向;在搅拌机构转动时,通过在旋转轴上设置多个搅拌桨逐一与破拱弹性片接触,提高破拱弹性片摆动的效率。
进一步地,所述搅拌机构的搅拌桨包括第一搅拌桨和第二搅拌桨;对应地,所述破拱弹性片包括第一组破拱弹性片和第二组破拱弹性片;所述第一搅拌桨与所述第一组破拱弹性片同时配合,所述第二搅拌桨与第二组破拱弹性片同时配合;通过两个搅拌桨分别与两组破拱弹性片一一配合,有利于使得两组破拱弹性片的摆动动作可以分步进行。
进一步地,所述第一搅拌桨和所述第二搅拌桨分别分布于所述旋转轴的两侧,所述第一搅拌桨接触第一组破拱弹性片时,所述第二搅拌桨与第二组破拱弹性片分离;所述第二搅拌桨接触第二组破拱弹性片时,所述第二搅拌桨第一组破拱弹性片分离;两组破拱弹性片分别在第一搅拌桨和第二搅拌桨的作用下,轮番上下摆动,破拱效果更好。
进一步地,所述第一组破拱弹性片或所述第二组破拱弹性片至少包括两个弹性叶片。
进一步地,所述搅拌桨呈框型,有利于物料在搅拌腔内翻动的更顺畅、搅拌均匀。
进一步地,所述搅拌桨上设有至少一个倾斜设置的搅拌片,在搅拌桨旋转时,搅拌片起到辅助搅拌物料的作用。
本发明的有益效果:
本发明所提供的喂料装置,通过安装在搅拌腔与进料口结合处的破拱弹性片与安装在搅拌腔的搅拌机构的转动相结合,通过搅拌机构的搅拌桨触动破拱弹性片上、下摆动,在破拱弹性片所到达的范围内,实现对物料进行破拱,保证喂料螺杆受料均匀并有效提高了出料精度;搅拌机构在转动的同时,也会通过搅拌桨对搅拌腔内的物料进行搅拌,使物料下落更顺畅。
附图说明
图1是本发明喂料装置一种优选实施例的局部剖面示意图;
图2是本发明喂料装置一种优选实施例中的破拱弹性片的自然状态的结构示意图;
图3是本发明喂料装置一种优选实施例中的破拱弹性片上下摆动的示意图;
图4是本发明喂料装置中的破拱弹性片另一种实施例的结构示意图;
图5是本发明喂料装置的搅拌机构一种优选实施例的结构示意图;
图6是图5中的搅拌机构的搅拌桨的结构示意图;
图7是图6中搅拌桨的另一个角度的结构示意图;
图8是本发明喂料装置的工作原理图。
附图标记说明:
100:进料口;200:搅拌腔;300:喂料腔;400:外壳;500:喂料螺杆;600:破拱弹性片;301:入料口;302:出料口;601:固定端;602:悬空端;603:接触部位;604:弯曲端;611:第一组破拱弹性片;612:第二组破拱弹性片;701:旋转轴;702:搅拌桨;703:紧固螺钉;712:第一搅拌桨;722:第二搅拌桨;721:第一竖直桨片:722:第二竖直桨片;723:横向桨片;704:搅拌片;800:齿轮传动机构;801:第一齿轮;802:第二齿轮。
具体实施方式
本发明通过如下实施方式对本发明进行详细说明。但本领域技术人员应了解,下述实施方式不是对本发明保护范围的限制,任何在本发明基础上做出的改进和变化,都在本发明的保护范围之内。
参见附图1,本发明公开了一种喂料装置,包括进料口100、搅拌腔200和喂料腔300,其中,进料口100、搅拌腔200和喂料腔300相互连通,其中,搅拌腔200和喂料腔300由外壳400围设而成。具体地,进料口100设置于搅拌腔200的上方,而喂料腔300设置与搅拌腔200的下方。进料口100上方可以用于与储料容器配合连接。一般地,该进料口100可以当看作一个独立设置的中空的腔体,也可以看作是搅拌腔200上一个用于进料的开口或者看作是外接的储料容器上的一个开口。具体地,该进料口100的形状可以设计为多种,如圆形、方形等。优选地,本实施例中进料口100设计成圆锥台空腔结构,且进料口100的内部直径由上往下逐渐变大,如此有利于物料的下落速度逐渐加快,使得物料的下料过程更加均匀、流畅。
本发明中的搅拌腔200和喂料腔300均为一个中空的腔体,物料可从进料口100处依次下落至搅拌腔200和喂料腔300内。具体地,搅拌腔200上方和下方分别设有开口和物料出口,喂料腔300设有入料口301和出料口302。一般地,搅拌腔200上方的开口的形状及大小可以与进料口100相匹配,搅拌腔200下方的物料出口的形状及大小可以与喂料腔300的入料口301相匹配。而喂料腔300的出料口302可以实现固体物料从该喂料腔300中的配出,该出料口302的形状可以设计为多种,如圆形、方形、不规则多边形等,出料口302的大小可以根据需要出料的速度快慢以及固体物料的形状大小进行合理设置。
具体地,喂料腔300内贯穿有喂料螺杆500,一般地,喂料腔300的径向尺寸应稍微大于喂料螺杆500的径向最大尺寸。具体实施时,喂料螺杆500的一端通穿过喂料腔300的侧壁,另一端位于喂料腔300的出料口302处,并且位于侧壁内的部位固定地套接有轴承,使得喂料螺杆500能在外力的作用下能够相对平稳的转动。该喂料螺杆500连通喂料腔300的入料口301和出料口302,固体物料从搅拌腔200内落入喂料腔300内的喂料螺杆500上,喂料螺杆500转动时,将固体物料推送至喂料腔300的出料口302处。具体实施时,可以采用一个接料容器用于从该出料口302处截取固体物料,或者在烹饪领域中,也可以将出料口302设置于锅具的上方,将其配出的固体物料直接送入锅中。
具体地,搅拌腔200内设有破拱弹性片600,破拱弹性片600一端固定安装于搅拌腔200和进料口100的结合处,另一端悬空。破拱弹性片主要用于在外力的作用下发生弹性变形而使得悬空端602产生位移变化,实现一定范围内对物料的破拱。如图2所示,本实施例中,破拱弹性片600包括多个弹性叶片,且弹性叶片在搅拌腔200与进料口100的结合处呈间隔设置,弹性叶片两侧以及上下部与仓内物料之间为非隔离状态,由于物料可从弹性叶片的之间的间隙落下,不容易积存,因此对破拱的正常工作、物料下料不会产生大影响。
继续参考附图1,,搅拌腔200内还设有与破拱弹性片600配合的搅拌机构,该搅拌机构包括旋转轴701和固定于所述旋转轴701上的搅拌桨702,一般地,搅拌腔200的内轮廓尺寸应大于整个搅拌机构的外形尺寸,给搅拌机构留出一定的转动间隙,使得搅拌机构能够在搅拌腔200内正常运转。该搅拌机构主要用于通过旋转运动触发破拱弹性片600发生弹性变形,还可以用于对搅拌腔200内的固体物料进行疏松、搅拌。具体地,搅拌机构的旋转轴701的一端穿过搅拌腔200的侧壁,并且通过轴承固定于搅拌腔200的侧壁上,另一端的位于搅拌腔200中央。
具体实施时,当搅拌机构中的旋转轴701在驱动力的作用下转动时,带动搅拌桨702转动,当搅拌桨702转动至与破拱弹性片600接触时,破拱弹性片600的接触部位603在抵触力的作用下发生弹性变形,从而带动破拱弹性片600的悬空端602摆动,在破拱弹性片600所到达的范围内,实现对物料进行破拱。如附图3,示意出了破拱弹性片600由自然状态在搅拌机构的搅拌桨702的作用下向上摆动的运动轨迹,当破拱弹性片600与搅拌桨702分离时,破拱弹性片600沿着原运动轨迹返回而向下摆动。
具体地,本发明中的破拱弹性片600可以是全部都由具有弹性的片状物制作而成,例如在外力作用下可弯曲变形且外力消失后能恢复原状的薄性不锈钢片、软性塑料片或其他弹性片等,如此一体成型结构在加工处理时更加方便。为了使得破拱弹性片600中的接触部位603能够实现弹性变形和自动恢复自然状态,且保证破拱弹性片600中的悬空端602在摆动过程中对物料的破拱力度更好,优选地,破拱弹性片600还可以设计为与搅拌桨702进行接触的部位为弹性片,其余部位为具有一定硬度的刚性片。例如,将与搅拌桨702进行接触的部位设计为弯折后弹性较好的薄性不锈钢片等,刚性部位可以也设计为具有一定厚度且不易弯折的铁片、玻璃片或其他刚性片等。一般地,采用何种片状物构成本发明中的破拱弹性片600与实际需要出料的物料的品种、颗粒大小、粘度等因素有关,实际应用中可以根据实际需要进行设计。具体实施时,只要破拱弹性片600的最小回弹力保证在搅拌机构旋转时,破拱弹性片600可克服固体物料的阻力向上或向下摆动;最大回弹力保证在不会阻挡搅拌机构的旋转动作而导致其停止运动即可。
具体地,该破拱弹性片600中的弹性叶片的形状可以设计为多种,如直型片状、弯曲片状或者两者的组合形状。如附图3所示,在本实施例中,弹性叶片靠近固定端601的端部的一端为向下弯曲的形状,该弯曲的部位即为接触部位603,悬空端602为直型片状并倾斜向下指向喂料螺杆500。本发明中,破拱弹性片600均位于搅拌机构的上方,略高于搅拌机构的旋转轴701,这样设置有利于搅拌机构转动时,其搅拌桨抵702触于破拱弹性片600的下部,使得破拱弹性片600向上摆动的幅度相对变大,并且其悬空端602的端部能够伸入进料口100内,对物料进行破拱。当然,在其他实施例中,破拱弹性片600也可以设置于搅拌机构的下方,只要搅拌机构的旋转轴701旋转时,搅拌桨702能够触发破拱弹性片600发生上下位移变化即可。具体地,本实施例中,破拱弹性片600与搅拌桨702进行接触的部位为弹性钢片,即上述弯曲的部位,当搅拌桨702带旋转轴701的带动下顺时针转动至与该弯曲的部位接触时,在搅拌桨702的带动下,该弯曲部位发生弹性变形,由向下弯曲逐渐变为向上弯曲,从而带动悬空端602逐渐向上翘起,当破拱弹性片600的接触部位603弹性变形至其悬空端602的端部与固定端601的固定点之间的直线位移最大时,如附图3中的A点位置,破拱弹性片600的悬空端602的端部贴近于搅拌腔200的内侧壁,使得破拱弹性片600在上下摆动的过程中,其悬空端602的端部能够对粘附于搅拌腔200的内侧壁的物料进行刮料,但不会直接与搅拌腔200的内侧壁接触,避免刮伤搅拌腔200的内侧壁。当破拱弹性片600的悬空端602的端部位于向上的极限位置时,其悬空端602的端部伸入进料口100处,对进料口100上方附近的物料进行破拱。
在其他实施例中,破拱弹性片600的悬空端602还可以设计为其他形状,例如破拱弹性片600的悬空端602具有向上弯曲端604,如附图4所示,采用该结构时,破拱弹性片600的悬空端602位于向上的极限位置时,向上弯曲端604的端部伸入进料口100,如此有利于保证破拱弹性片在破拱的过程中,其悬空端602的端部的运动行程更大并且能够深入进料口100内,实现较大范围的破拱;并且破拱弹性片600的悬空端602位于向下的极限位置时,破拱弹性片600的悬空端602的端部贴近于所述搅拌腔200的内侧壁;有利于破拱弹性片在上下摆动的过程中,通过其悬空端602的端部刮落粘附于搅拌腔200的内侧壁的物料。
进一步地,本发明中的搅拌机构的搅拌桨702包括两个固定于旋转轴701上的搅拌桨,具体如附图5所示,两个搅拌桨分别为第一搅拌桨712和第二搅拌桨722,且第一搅拌桨712和第二搅拌桨722分别位于旋转轴701的两侧。相应地,继续参见附图1或附图2,破拱弹性片600也分为两组,分别为第一组破拱弹性片611和第二组破拱弹性片612,本实施例中,每组破拱弹性片包括两个弹性叶片,并且每两个弹性叶片之间间隔设置。本发明中的第一搅拌桨712与第一组破拱弹性片611同时配合,第二搅拌桨722与第二组破拱弹性片612同时配合,即第一搅拌桨712带动第一组破拱弹性片611中的两个弹性叶片同时同向摆动;第二搅拌桨722带动第二组破拱弹性片612中的两个弹性叶片同时同向摆动,即两组破拱弹性片的上、下摆动的动作不同步。具体实施时,第一搅拌桨712接触第一组破拱弹性片611时,第二搅拌桨722与第二组破拱弹性片612分离;第二搅拌桨722接触第二组破拱弹性片612时,第二搅拌桨722第一组破拱弹性片611分离。
当然在其他实施例中,为了提高破拱弹性片在搅拌机构的作用下的摆动效率,优选地,可以在搅拌机构中的旋转轴701上设有多个搅拌桨。具体地,往旋转轴701的轴向方向看,多个搅拌桨沿着旋转轴701的径向平面指向不同方向。
本发明中的每个搅拌桨可以设计为多种形状,例如设置为搅拌杆、搅拌叶、凸台、框型等形式,作为优选的,本实施例中的搅拌桨呈框型,框型结构有利于物料在搅拌腔200内翻动的更顺畅、搅拌均匀。
为了保证喂料螺杆500受料均匀,本发明中通过搅拌桨的特殊结构设计使得搅拌机构在旋转的过程中能够对物料进行搅拌、拨料,具体地,如附图5所示,搅拌机构的每个搅拌桨均包括第一竖直桨片721、第二竖直桨片722及连接在第一竖直桨片721和第二竖直桨片722之间的横向桨片723。第一竖直桨片721通过紧固螺钉703固定连接于旋转轴701上;第二竖直桨片722的端部可以连接于旋转轴701上,也可以悬空设置,为了取得更好的搅拌效果,优选地,本实施例中的第二竖直桨片722的端部悬空设置。
具体地,在初始状态下,横向桨片723所处平面相对于水平面倾斜设置;旋转轴701的中心轴线与其在第一竖直桨片721所处平面的投影成角度设置。喂料过程中:搅拌桨围绕旋转轴701的中心轴线在搅拌腔200内旋转时,横向桨片723向喂料螺杆500填压物料;第一竖直桨片721和第二竖直桨片722搅拌回拨物料。需要注意的是,本发明中所说的初始状态是搅拌桨处于如附图5中所示的竖直平面。
具体实施时,横向桨片723所处平面在初始状态下相对于水平面倾斜设置的角度范围可以根据横向桨片723的材质来确定,以实现较好的拨料效果,如附图6所示,横向桨片723所处平面相对于水平面所形成的夹角范围β为15度至35度。优选地,可以选用15度、20度、30度、35度等。进一步优选地,横向桨片723的宽度设计为进料口100直径的1/10,该尺寸的横向桨片723占用进料口100空间合适,搅拌和拨料效果好。更进一步地,横向桨片723沿着平行于旋转轴701的中心轴线的方向延伸,以保证横向桨片723围绕旋转轴701中心轴线旋转时能够最大范围地将物料压向喂料螺杆500。
如附图7所示,旋转轴701的中心轴线与其在所述第一竖直桨片721所处平面的投影所形成的角度范围γ为55度至75度,第一竖直桨片721倾斜的角度设置在该范围内能保证较优的搅拌回拨效果。优选地,旋转轴701的中心轴线与其在所述第一竖直桨片721所处平面的投影的夹角为55度、60度、65度、70度、75度等。进一步地,第二竖直桨片722所处平面与所述第一竖直桨片721所处平面平行,使得第一竖直桨片721和第二竖直桨片722在旋转轴701的带动下同向旋转时,对物料向同一方向回拨,提高喂料螺杆500的受料均匀度。
具体地,当具有上述结构的搅拌桨的数量优选为两个的时候,则两个搅拌桨在同一平面上相对于第一竖直桨片721与旋转轴701的连接点成中心对称设置,即两个搅拌桨呈左、右两层地分布在旋转轴701的两侧,使得搅拌机构能够大范围地对搅拌腔200内的物料进行搅拌,使得物料上下轮番运动,增加搅拌的均匀性。
具体地,本实施例中的两个搅拌桨都是同轴设置,且搅拌桨为框型结构,通过框型的外轮廓对搅拌腔200周边的物料进行搅拌和回拨,为了在拨料的同时能够取得更好的搅拌效果,优选地,在搅拌桨上的横向桨片723上设有倾斜的搅拌片704,如附图5所示,该搅拌片704可对搅拌腔200中央的物料进行充分搅拌,起到辅助搅拌的效果。通过两者相结合,既能够实现较好的拨料效果,又能实现很好的搅拌功能。具体地,搅拌片704的一端穿过横向桨片723并固定于该横向桨片723上,可以根据不同的搅拌强度和出料效果设置不同的搅拌片704,本实施例中,每个横向桨片723上均设有两根搅拌片704。另外,该搅拌片704的形状可为多种,例如直线型叶片状、螺线型叶片状或者还可以设置为其他有利于搅拌的形式等。
本发明中的搅拌机构的旋转轴701和喂料螺杆500通过齿轮传动机构800联动,具体地,该齿轮传动机构800包括相互啮合的第一齿轮801和第二齿轮802;第一齿轮801与旋转轴701穿过搅拌腔200侧壁的一端固定连接,第二齿轮802与喂料螺杆500穿过喂料腔300侧边的一端固定连接。具体地,本发明可采用驱动装置(图中未示意出)为旋转轴701和喂料螺杆500提供动力,即搅拌机构与喂料螺杆500共用一套驱动装置。具体实施时,可采用减速电机可以直接与喂料螺杆500相连或直接与旋转轴701相连,这样空间结构较为合理,减少驱动装置的数量,降低成本,同时还减少安装驱动装置的时间。
如附图8所示,本发明工作时,启动喂料机开关,根据喂料量及所需喂料的物料种类选择适当的档位,驱动装置开始转动,喂料螺杆500随着驱动装置的转动做同步逆时针转动,通过给料螺杆将物料推向出料口302。喂料螺杆500一端的第一齿轮801随着喂料螺杆500的转动而做同步转动,从而带动啮合的第二齿轮802顺时针转动,通过第二齿轮802的转动带动旋转轴701转动,旋转轴701上的搅拌桨随着旋转轴701的转动而做同步的搅拌动作,使得物料在接触喂料螺杆500前做一个搅拌、拨料混合处理,同时通过搅拌桨触发破拱弹性片,使得两组破拱弹性片能够轮番上、下摆动,在破拱弹性片所到达的范围内,实现对物料进行破拱。并且由于两个搅拌桨呈左、右两层地分布在旋转轴701的两侧,搅拌机构能够大范围地对搅拌腔200内的物料进行搅拌,使得物料上下轮番运动,增加搅拌均匀。搅拌机构旋转时,物料在搅拌桨的拨动作用下和在喂料螺杆的推进作用下的流动方向如附图8中的虚线箭头所示,如此反复搅拌物料、拨料,有利于物料被压向喂料螺杆500的受料部位,以此保证喂料螺杆500受料均匀,并有效提高了出料精度。
需要说明的是:以上仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。