CN106923678B - 一种豆浆机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及厨房电器,特别涉及一种豆浆机,包括机头和杯体,所述机头内设置有电机,所述机头前端设置有粉碎装置,其特征在于:所述粉碎装置包括定齿圈和推料件,所述定齿圈底部具有进料口,所述推料件位于定齿圈所形成的粉碎腔内,所述定齿圈设置于机头的前端,所述推料件固定于电机轴的末端,所述定齿圈具有沿周向布置的多个定齿,相邻两个定齿之间形成有出料槽。相比于现有技术中的厨房电器,该豆浆机颠覆了传统的刀片式粉碎模式,采用一种通过多种粉碎方式相结合的高速离心粉碎方式来破碎物料,实现制作豆浆饮品真正的免滤无渣,消费者饮用口感润滑、细腻。

Description

一种豆浆机
技术领域
本发明涉及厨房小家电,特别是一种豆浆机。
背景技术
随着现代生活水平的不断提高,越来越多的人开始注重养生、健康方面的需求,同时,对健康饮品的口感品质也有了越来越多的要求。
传统的豆浆机,不管是家用豆浆机,还是商用豆浆机,在制作完豆浆后均需要过滤处理,过滤完后的豆浆饮品口感细腻,消费者饮用时,没有颗粒感,容易入口。但与此同时,过滤豆浆也给消费者带来了诸多的不便,比如,过滤程序繁琐、耗费时间长,不适于现代快节奏的生活需求。同时,过滤后需要对滤网、滤杯进行清理、清洗,增加了善后的工作量。另外,通过滤网过滤掉的豆渣处理棘手,豆渣中富含膳食纤维及多种对人体有益的微量元素,直接扔掉的话,容易造成浪费。
对于传统的家用豆浆机来说,不管采用何种粉碎系统,均是刀片切削式粉碎,通过物料不断的与粉碎刀片进行碰撞,使得物料被粉碎刀片切割成细小的颗粒。经研究发现,人体饮用豆浆时毫无颗粒感的豆渣粒径一般为100μm以下,而对于传统的家用豆浆机刀片粉碎方式下的豆渣的平均粒径为300μm以上,对于一般的豆浆机来说,当水量为1200mL、干黄豆量为80g时,经50目滤网过滤,豆渣量基本为100g以上,留存豆渣量较多,因此,大部分消费者必须先经过过滤才能达到口感润滑、细腻的饮用要求。即使是近年来市场上热销的免滤豆浆机,相同水量、相同干黄豆量的条件下,经50目滤网过滤后仍有30g以上的豆渣,尽管豆渣量减少了,适合大部分消费者免滤的要求,但对于老年人及小孩来说,饮用时仍有颗粒感,仍达不到普遍消费者对饮品口感的要求。
发明内容
本发明所要达到的目的就是提供一种颠覆传统刀片式粉碎的新型制浆结构、且能够实现真正制作豆浆无需过滤、粉碎效率非常高的豆浆机。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种豆浆机,包括机头和杯体,所述机头内设置有电机,所述机头前端设置有粉碎装置,其特征在于:所述粉碎装置包括定齿圈和推料件,所述定齿圈底部具有进料口,所述推料件位于定齿圈所形成的粉碎腔内,所述定齿圈设置于机头的前端,所述推料件固定于电机轴的末端,所述定齿圈具有沿周向布置的多个定齿,相邻两个定齿之间形成有出料槽。
进一步的,所述定齿包括第一棱边、第二棱边和连接第一棱边与第二棱边的定齿面,沿电机轴的旋转方向上,所述第一棱边位于第二棱边的前方,以电机轴中心为圆心,所述第一棱边与第二棱边不在同一圆上,且第一棱边到圆心的距离R1大于第二棱边到圆心的距离R2。
进一步的,0.01mm≤R1-R2≤0.2mm;
或者,所述定齿为矩形齿,所述矩形齿相对电机轴中心偏转设置;
或者,所述定齿面为平面或者凹陷的圆弧面。
进一步的,所述推料件包括固定于电机轴上的安装部及固定于安装部上的推料板,所述推料板的有效推料高度为H1,1mm≤H1≤4mm。
进一步的,其中,1.5mm≤H1≤2.5mm;
或者,所述推料板靠近定齿的一端距离定齿的平均间隙为L1,其中,0.1mm≤L1≤1mm;
或者,所述推料件呈叶片状,所述推料板由安装部向定齿一侧延伸形成;
或者,所述安装部呈圆盘状结构,所述推料板相对圆盘的表面竖直方向凸起设置,且推料板的一端位于圆盘的边缘;
或者,所述推料板为多个,且单个推料板的有效长度为L3,所述推料件的旋转半径为R,其中,0.15≤L3/R≤0.8。
进一步的,所述机头包括机头上盖和机头下盖,所述定齿圈呈贯穿结构,且定齿圈固定于机头下盖的前端,所述粉碎腔由定齿圈和机头下盖的前端面合围形成;
或者,所述机头包括机头上盖和机头下盖,所述定齿圈具有顶壁,所述定齿圈的顶壁固定于机头下盖的前端面上。
进一步的,所述机头包括机头上盖和机头下盖,所述机头下盖下方设置有连接体,所述定齿圈固定于连接体的底部。
进一步的,所述定齿圈为贯穿结构,所述粉碎腔由定齿圈和连接体的前端面合围形成;
或者,所述定齿圈具有顶壁,所述定齿圈的顶壁与连接体固定一体;
或者,所述机头下盖内侧设置有安装座,所述连接体与安装座固定连接,且连接体与安装座将机头下盖的底壁夹紧固定;
或者,所述连接体与机头下盖一体成型;
或者,所述连接体上设置有电机轴穿过的轴孔,连接体的后端位于轴孔处设置有安装腔,轴密封件固定于安装腔内并对轴孔进行密封;
或者,所述机头下盖内侧设置有安装座,所述连接体顶部设置有向上凸起的螺旋部,所述螺旋部穿过机头下盖与安装座螺纹旋装固定,所述螺旋部具有中空的安装腔,所述安装腔内设置有套装于电机轴上的轴密封件,所述安装腔底部具有电机轴穿过的轴孔,所述轴密封件顶部设置有压缩弹簧,压缩弹簧压紧轴密封件于安装腔内将轴孔密封。
进一步的,所述定齿圈的底部具有向定齿圈中心凸起的集料部,所述进料口由集料部的边缘围绕形成;
或者,所述定齿圈的底部具有向下延伸的导料部,所述导料部呈喇叭状,由上至下逐渐变大,且导料部的底部边缘形成进料口;
或者,所述定齿圈包括位于定齿圈端部的基体部,所述定齿固定于基体部上;
或者,所述推料件的底部表面距离杯体底部内表面垂直距离为H,其中,10mm≤H≤30mm。
进一步的,所述出料槽的最小宽度为L2,其中0.1mm≤L2≤1mm。
本发明豆浆机的工作原理:当豆浆机通电工作,电机轴带动推料件在粉碎腔内高速旋转时,杯体内的物料由于推料件的旋转产生负压而被吸入粉碎腔内,位于粉碎腔内,物料与水的混合物在推料件的推动下做离心运动,在旋转的过程中物料受到推料件的高速推送,并且物料在离心力的作用,会高速的撞向定齿,并被定齿击碎,在旋转的过程中物料还会与定齿之间发生摩擦,形成摩擦研磨破碎,同时,当推料件与定齿之间的间隙小于物料的原始尺寸时,推料件与定齿之间会对物料进行剪切及挤压,形成剪切破碎与挤压破碎,在多种作用力的共同作用下物料被定齿破碎成细小的颗粒,另外,由于相邻定齿之间设置有出料槽,当推料件转动时,粉碎腔内的压强增大,被破碎的物料及水的混合物会经出料槽高速喷射出粉碎腔,并且在向外喷射的过程中,被定齿破碎的物料颗粒会受到出料槽内壁的挤压及摩擦,物料细胞经出料槽内壁不断挤压及摩擦之后,物料细胞核会受热膨胀并发生爆裂,从而细小的物料颗粒会进一步的得到破碎,与此同时,物料颗粒与出料槽的内壁摩擦,会形成摩擦研磨,对细小的物料颗粒也能够进行进一步的研磨破碎。经出料槽喷射出的物料浆液与杯体内壁碰撞后,受到重力作用会回流至杯体底部,并且回流至杯底的浆液受到负压作用,再次被高速旋转的推料件吸入粉碎腔内参与循环破碎。
本发明的豆浆机采用了不同于刀片切割的新型粉碎方式,采用的是利用推料件高速旋转推动物料做离心运动,使物料主动撞击定齿,并且物料在受到多种粉碎方式的共同作用下,而达到细胞级的精细破碎。在本结构中,推料件不参与对物料的直接粉碎,仅作为提供离心力的动力来源和辅助吸料作用。相比于现有单一的刀片切削方式,能够更加有效的破碎物料,可以使得物料被破碎的更加精细,粉碎效率非常高,达到物料细胞完美破壁的效果。并且具有本发明的豆浆机,制作出的豆浆饮品,完全不需要过滤,并且口感细腻、润滑,不管是年轻人,还是老人、小孩饮用时,完全无颗粒感,容易入口。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明实施例一的结构示意图;
图2为图1中机头的轴侧图;
图3为图1中A处的放大示意图;
图4为图1中推料件与定齿圈配合的结构示意图;
图5为图4中B处的放大示意图;
图6为图1中定齿圈的结构示意图;
图7、图8、图9、图10为图1中推料件的几种结构示意图;
图11为一种定齿安装方式的结构示意图;
图12为本发明实施例二的结构示意图;
图13为图12中机头的分解结构示意图;
图14为图12中定齿圈的结构示意图;
图15为定齿圈的另一种结构示意图。
具体实施方式
实施例一:
如图1、图2、图3所示,为本发明第一种实施例的结构示意图。一种豆浆机,包括机头1和杯体2,所述机头1内设置有电机3,所述机头1前端设置有粉碎装置4,所述粉碎装置4包括定齿圈41和推料件42,所述定齿圈41底部具有进料口411,所述推料件42位于定齿圈41所形成的粉碎腔内410,所述定齿圈41设置于机头1的前端,所述推料件42固定于电机轴31的末端,所述定齿圈41具有沿周向布置的多个定齿412,相邻两个定齿之间形成有出料槽413,位于粉碎腔410内,电机轴31带动推料件42旋转时,物料被吸入粉碎腔410内,粉碎腔内的物料与水的混合物在推料件42的推动下做离心运动,使得物料撞击定齿412并被定齿破碎,被破碎后的物料与水的混合物在离心力的作用下沿出料槽排出。
本实施例中,所述机头1包括机头上盖(图中未画出)和机头下盖11,所述定齿圈41呈贯穿结构,且定齿圈41固定于机头下盖的前端,所述粉碎腔410由定齿圈41和机头下盖11的前端面合围形成。
本实施例豆浆机的工作原理:当豆浆机通电工作,电机轴带动推料件在粉碎腔内高速旋转时,杯体内的物料由于推料件的旋转产生负压而被吸入粉碎腔内,位于粉碎腔内,物料与水的混合物在推料件的推动下做离心运动,在旋转的过程中物料受到推料件的高速推送,并且物料在离心力的作用,会高速的撞向定齿,并被定齿击碎,在旋转的过程中物料还会与定齿之间发生摩擦,形成摩擦研磨破碎,同时,当推料件与定齿之间的间隙小于物料的原始尺寸时,推料件与定齿之间会对物料进行剪切及挤压,形成剪切破碎与挤压破碎,在多种作用力的共同作用下物料被定齿破碎成细小的颗粒,另外,由于相邻定齿之间设置有出料槽,当推料件转动时,粉碎腔内的压强增大,被破碎的物料及水的混合物会经出料槽高速喷射出粉碎腔,并且在向外喷射的过程中,被定齿破碎的物料颗粒会受到出料槽内壁的挤压及摩擦,物料细胞经出料槽内壁不断挤压及摩擦之后,物料细胞核会受热膨胀并发生爆裂,从而细小的物料颗粒会进一步的得到破碎,与此同时,物料颗粒与出料槽的内壁摩擦,会形成摩擦研磨,对细小的物料颗粒也能够进行进一步的研磨破碎。经出料槽喷射出的物料浆液与杯体内壁碰撞后,受到重力作用会回流至杯体底部,并且回流至杯底的浆液受到负压作用,再次被高速旋转的推料件吸入粉碎腔内参与循环破碎。
本实施例的豆浆机采用了不同于刀片切割的新型粉碎方式,采用的是利用推料件高速旋转推动物料做离心运动,使物料主动撞击定齿,并且物料在受到多种粉碎方式的共同作用下,而达到细胞级的精细破碎。在本结构中,推料件不参与对物料的直接粉碎,仅作为提供离心力的动力来源和辅助吸料作用。相比于现有单一的刀片切削方式,能够更加有效的破碎物料,并且,经过多次的循环破碎后,可以使得物料被破碎的更加精细,粉碎效率非常高。另外,具有本实施例的豆浆机,制作出的豆浆饮品,完全不需要过滤,并且口感细腻、润滑,不管是年轻人,还是老人、小孩饮用时,完全无颗粒感,容易入口。
如图7所示,为本实施例推料件的结构示意图。所述推料件42包括固定于电机轴上的安装部421及固定于安装部上的推料板422,并且所述推料件42呈叶片状,所述推料板422由安装部421向定齿412一侧延伸形成,并且,各叶片之间具有导流缺口423,推料板422在高速旋转的过程中,物料及水的混合物可以通过导流缺口423吸入粉碎腔内。本实施例中,推料板422与安装部421的连接为一体成型结构,当然推料板也可以通过焊接、胶粘的方式固定于安装部上。
如图8所示,为本实施例中推料件的另一种结构示意图。所述推料件42的安装部421呈圆盘状结构,所述推料板422相对圆盘的表面竖直方向凸起设置,且推料板422的一端位于圆盘的边缘,所述推料板422由圆盘的边缘向电机轴中心延伸。位于粉碎腔内,推料板朝向定齿圈的进料口方向竖直向下设置,并且圆盘的顶面到机头下盖的前端面距离要求至少大于0.2mm。以防止推料件与机头下盖前端面发生摩擦,不仅容易产生噪音,增大粉碎装置损坏的几率,同时,还增大了推料件的负载,电机有可能因负载过大而烧坏,并且,也容易引起粉碎腔内温度的上升,容易出现焦糊现象。对于本实施例来说,圆盘的顶面到机头下盖的前端面距离也不宜过大,因为该距离增大后,推料件与机头下盖之间的间隙腔容积也势必要增大,位于该间隙腔内的物料及水的混合物将无法参与循环破碎,此时,需要对于圆盘结构的推料件进行结构改进,比如,推料件上需设置有贯穿圆盘的循环导流孔,通过导流孔将间隙腔与粉碎腔连通,可以将间隙腔内的浆液导入粉碎腔内进行循环破碎。
需要说明的是,推料板可以为连续延伸的结构,比如一直延伸至电机轴中心(如图7所示),还可以为间断的布置结构,比如推料板上设置豁口,或者推料板与电机轴中心之间具有间断的豁口(如图8所示)。当设置豁口,且豁口尺寸小于物料的原始尺寸时,推料件转动的过程中,可有效的降低推料件的负载,浆液流可以通过豁口流出,而大块物料无法通过,仍被推料板推送运转,从而实现减少了推料板对部分浆液的推动载荷,降低了推料件的负载,进一步降低了整机的噪音。当然,对于这种有效减小推料件负载载荷、降低整机噪音的结构也可以有其它种设计。比如,如图7所示,推料板的高度由外向内呈逐渐减小的结构,这样设置的优点在于:提高更多物料参与破碎的同时,还可以降低推料件的负载。因为大部分的物料受到离心力的作用会远离转轴中心旋转,而将远离转轴中心的推料板的高度设置的较高时,有利于推料板推动更多的物料参与破碎,而将靠近转轴中心的推料板的高度设置的较低时,可以减小转轴附近的推料板对液流的阻挡作用,从而能够降低推料件所承受的负载。推料板的高度由外向内呈逐渐减小的结构包括有底部平面、顶部斜面;底部斜面、顶部平面;以及,底部及顶部均为斜面结构等。还比如,如图8所示,推料板靠近转轴中心的一端做成倒斜角结构,该结构具有图7相同的功能,保证推料的同时,降低推料件的负载。当然,推料板的这种结构的设置及变换也可以适用于本发明其它的推料件结构中。
需要说明的是,本实施例中的推料板主要作用是用于推动物料与水的混合浆液做离心运动,设置推料板更有利于推动物料运动,在电机转速一定的情况下,推料板在推动物料的运动过程中,物料沿推料板的侧壁推料面滑移,由于推料件各处线速度是随着推料件的半径的加大而加大,因此,物料沿推料板滑移的过程中,推料板会对物料具有加速作用,从而使得物料具有更高的线速度撞击定齿,形成被定齿击碎、摩擦研磨破碎、切削破碎,同时,在推动的过程中,当推料板与定齿之间的间隙小于物料的原始尺寸时,推料板还会与定齿相互作用对物料进行剪切、挤压,从而实现物料的剪切破碎及挤压破碎。推料件转动过程中,在粉碎腔内,物料会做离心运动,因此,推料板设置于推料件的边缘,更利于推料加速的作用。为了加强推料板的推料效果,如图9所示,还可以在推料板422的边缘设置倒角4221,且倒角4221的设置需朝向推料件的转动方向,这样设置的好处在于可以增大推料板的推料面积,实现推料板能推动更多的物料运动,另外,当推料件与定齿之间的间隙较小时(如图5所示),在推料件转动时,倒角4221与定齿412之间会形成容置腔100,这样就可以有更多的物料会停留于容置腔100内,并能够被推料板422推动运动。与此同时,由于倒角4221为斜角结构,物料可以沿倒角的倾斜方向滑移、导向至定齿上,实现物料更容易撞击定齿,即使物料撞击定齿反弹,也会朝向容置腔100内反弹,因此,容置腔100还具有集料作用,提升了物料被破碎的效率。当然,位于推料板的后侧也可以设置倒角,此时,推料板质量减小,也可以相应的降低推料件及电机的负载,有效的降低整机噪音。
本实施例中的推料板也可以倾斜的设置于推料件上,如图10所示,所述推料板位于圆盘的边缘,所述推料板倾斜设置于推料件上,其中,推料板两端部的中心连线为N1,推料板远离转轴的一端中心至转轴中心的连线为N2,N1与N2所成的锐角为α。本发明人根据研究发现,对于如图10所示的推料件结构,若推料件为顺时针方向旋转时,要求0≤α≤45°,因为,推料板倾斜设置后,当α>45°,推料板容易将物料向转轴中心推送,而不会将物料向定齿方向推送,从而物料不容易受到推料板与定齿的剪切及挤压,由于受到推料板的阻挡,物料也不容易撞向定齿,从而不能形成定齿对物料的击碎、切削及摩擦研磨作用。与此同时,本发明人还发现,推料板倾斜设置于推料件上也能带来易想不到的效果,推料板可以对液流进行导向,减小了推料件转动过程中所受到的负载,有降低食品加工机噪音的功能,并且根据实现效果验证,当0≤α≤15°时,综合效果较佳,其中α=0°~5°时,效果最好。在图10中,若推料件为逆时针方向旋转,推料板倾斜设置时,推料板可以对物料进行导向,形成类似螺旋叶片结构,并且在离心力的作用下,物料沿着推料板的侧面不断的导向滑移并撞击定齿,从而被定齿破碎,此时,所形成的α角也不宜过大,若α增大,旋转过程中,推料板的有效推料面将减小,不利于对物料的推送,在此情况下,一般α要求小于60°。对于本发明来说,设置于推料件上的多个推料板的长度既可以均等,也可以不等,不限于本实施例所提及的结构。当然,还需要说明的是,本发明中的推料板侧面的推料面既可以垂直水平面设置,也可以相对水平面倾斜设置,而当推料面相对水平面倾斜设置时,又包含推料面相对水平面向下倾斜和推料面相对水平面向上倾斜。若为第一种结构时,向下倾斜的推料面有助于推动物料旋转过程中,防止物料碰撞推料板后向上反弹,从而崩出粉碎腔外部,而向下倾斜的推料面能有效的限定物料反弹的方向,减少物料崩出粉碎腔的机率。但与此同时,推料面向下倾斜不利于浆液流的导向,从而增大了推料件承受的负载,有可能产生整机噪音或者电机烧坏现象。因此,当推料面向下倾斜时,相对竖直平面的倾斜角一般要求小于15°。若为第二种结构时,向上倾斜推料面有助于对浆液流进行导向,减小推料件承受的负载,但同时,当物料碰撞到推料面时,推料面对物料也可以进行导向,此时,由于物料的倾斜方向朝向盖体上的出料口,从而物料沿推料面的导向方向反弹后,容易从盖体上的进料口崩出,不利于物料集中于粉碎腔内粉碎,降低了粉碎效率。因此,综合考虑,当推料面向上倾斜时,其与竖直平面所形成的倾斜角要求小于10°。
另外,本发明人根据研究还发现,推料件上推料板设置的越多,电机的负载越大,因此,对于本发明来说,推料板一般设置为2~8个,并且均布设置,更有利于推料件旋转运动时的动平衡性能。同时,本发明人还发现,若单个推料板的有效长度为L3,且推料件的旋转半径为R,则要求0.15≤L3/R≤0.8,因为若L3/R小于0.15,则推料板相对推料件的旋转半径较小,在位于粉碎腔内的物料量与粉碎腔的容积相关,而粉碎腔的容积与推料件的旋转半径相关,L3较小时,推料板推动物料的量较少,单位时间内减少了粉碎腔内的物料被定齿破碎的量,相应降低了物料被破碎的效率,此时,粉碎装置需要更长的粉碎时间进行破碎粉碎。同时,本发明人还发现,L3/R的值也不宜过大, L3过大,无限接近于推料件的旋转半径R时,电机的负载也越大,对电机的质量要求也会更高,电机的成本增大,也容易存在烧坏现象。并且,电机负载较大时,还会伴随着较大的噪音,容易引起食品加工机共振现象。需要说明的是,所述的推料板有效长度L3是指以转轴中心为圆心,以推料板两端中心分别到转轴中心的距离为半径形成的两个同心圆,其中两个同心圆的半径差即为推料板的有效长度(L3)。还需要说明的是,对于本发明来说,推料板可以为直线形、曲线形、流线形、折线形等等,只要推料板具有离心推料的作用均属于本发明所要求保护的范围。
如图4、图5所示,在本实施例中,所述定齿412包括第一棱边4121、第二棱边4122和连接第一棱边与第二棱边的定齿面4123,沿电机轴的旋转方向上,所述第一棱边4121位于第二棱边4122的前方,以电机轴中心为圆心,所述第一棱边4121与第二棱边4122不在同一圆上,且第一棱边4121到圆心的距离R1大于第二棱边4122到圆心的距离R2。
本实施例中的定齿面为平面,用于连接第一棱边与第二棱边,由于R1>R2,上一个定齿的第一棱边远离转轴中心,下一个定齿的第二棱边更靠近转轴中心,因此,第一棱边与第二棱边之间存在距离差,在工作过程中,推料板推动物料旋转运动时,物料紧贴定齿面向定齿棱边滑动,由于相邻两个定齿棱边之间存在距离差,定齿面可以对物料进行导向滑移,当物料滑移至定齿的第二棱边时,定齿的第二棱边对物料进行阻挡,由于推料板推动物料作离心运动的转速较高,高速状态下,第二棱边对物料进行剪切、切削,同时,物料还受到推料板的挤压、推送作用,因此,物料被定齿的棱边及推料板破碎成细小的颗粒,并且被破碎的物料同时受到第二棱边的阻挡及导向作用会沿着定齿之间的出料槽喷射出粉碎腔。本实施例中,第一棱边与第二棱边相对水平面垂直,当然,第一棱边与第二棱边也可以相对水平面倾斜设置。当第一棱边与第二棱边倾斜设置时,物料在离心力作用下作高速旋转运动,相比于定齿棱边垂直水平面时,物料撞击定齿棱边的瞬间,与棱边的接触面较小,由于压强与受力面有关,受力面越大,压强越小,受力面越小,压强越大,此时,物料受到定齿棱边的压强相对较大,物料被定齿破碎的效率也会更高。并且本发明人根据研究发现,当定齿棱边倾斜的方向与转轴的旋转方向相反时,物料被破碎的效率更高,但同时,推料件所承受的负载也会增大较多。并且定齿棱边倾斜设置时,不利于现代工业的生产制造,成本将会成倍增长。因此,本发明人根据研究发现,一般定齿倾斜设置时,相对于竖直平面的夹角一般不超过60°。对于本发明来说,第一棱边与第二棱边之间的宽度即单个定齿的宽度要求在0.3mm~3.5mm之间,因为,定齿宽度较小,且小于0.3mm,定齿的强度无法保证,物料在高速撞击的过程中,定齿有可能会被撞断,并且工艺上也很难制作,而定齿宽度过宽,且大于3.5mm时,在一定的定齿圈直径的情况下,定齿的个数将会大大减少,从而减小了物料与定齿撞击的可能,减少物料被定齿破碎的概率。而若定齿个数相同的情况下,则要求定齿圈具有较大的内径,这样,推料件的尺寸、电机的额定载荷都相应的加大,整机成本将增加较多,不利于实现普通家庭的推广应用及批量生产。
需要说明的是,所述定齿棱边的距离差即R1-R2,对于本发明的实施例来说,要求0.01mm≤R1-R2≤0.2mm,若R1-R2较小,且小于0.01mm时,定齿棱边将很难起到对物料进行剪切及切削的作用,并且由于距离差较小,推料板也很难与第二棱边结合对物料进行挤压破碎作用。另外,R1-R2也不能过大,若大于0.2mm,则被定齿第二棱边破碎的物料颗粒较大,并且较大的物料颗粒还容易堵塞出料槽,另外,R1-R2过大,也很容易存在物料及推料板被卡死的现象。本发明人根据研究发现,R1-R2差值的大小与粉碎的细度密切相关,R1-R2的数值越小,粉碎的越细。一般来说,若要最终得到50μm的粉碎细度,则R1-R2的数值应为0.03-0.05mm之间;若要最终得到75μm的粉碎细度,则R1-R2数值为0.05-0.07mm为宜;想得到100μm的粉碎细度最佳的R1-R2差值应为0.06-0.1mm左右;想得到0.2mm的粉碎细度最佳的R1-R2差值应为0.1-0.2mm左右。因制造工艺的原因,一般来说R1-R2=0.01mm,在制造上很难满足,这也就决定了该类粉碎达到10μm以下的粉碎细度较为困难。
如图6所示,本发明实施例中的定齿圈包含有基体部414,基体部414用于将定齿412固定,定齿可以直接通过线切割的方式在基体部上成型,也可以通过焊接、粘接、烧结、铸造等其它的固定方式将定齿围绕基体部固定一体,为了加强定齿的固定效果及增加定齿的安装强度,基体部可以位于定齿的两端固定。对于本实施例来说,基体部可以通过螺钉或者其它不可拆卸的固定方式固定于机头下盖的前端面。当然,为了方便拆卸清洗,基体部也可以通过磁吸的方式,或者其它可方便拆卸的固定方式固定于机头下盖的前端面。当然,对于本实施例来说,定齿上形成距离差的第一棱边与第二棱边也可以是由矩形齿相对电机轴中心偏转设置而成,即如图11所示结构。同时,对于定齿面的结构也不限于本实施例中的平面结构,也可以为凹陷的圆弧面结构。对于本发明的实施例来说,定齿圈的内径选取为20mm~120mm,其中优选为40mm~90mm,而定齿的个数选取为30~500个,其中优选为50~300个。对于本发明来说,定齿圈单位弧长(cm)上优选的定齿个数为3~20个。
本发明人根据研究还发现,本实施例的定齿圈内径与定齿高度的比值要求在1/40~3/5的范围内,在该范围内,更有利于进行物料的破碎。
本实施例中,位于定齿之间形成有出料槽,高速旋转的物料被定齿击碎、切削、摩擦研磨、剪切形成细小的物料颗粒之后,会与浆液混合经出料槽排出粉碎腔之外,但在物料颗粒经过出料槽的过程中,物料颗粒细胞会受到出料槽的挤压及摩擦作用,经过连续不断的与出料槽内壁的挤压及摩擦,物料颗粒细胞内壁会受热膨胀,从而细胞会从内部发生爆裂,实现物料颗粒的进一步破碎。同时,出料槽的作用还用于将粉碎腔内被破碎的物料及水的混合物导出粉碎腔外,减小粉碎腔内的液体压强及推料件的运转负载。因此,对于出料槽来说,出料槽的尺寸设计具有一定要求。本发明人根据研究发现,由于本发明的出料槽由相邻定齿的侧壁间隔形成,因此,出料槽的最小宽度要求为0.1mm≤L2≤1mm。因为,浆液穿过出料槽时,出料槽的最小宽度处所流经的浆液流量最小,从而限定了单位时间内从粉碎腔内向外流出的浆液量。若L2过小,且小于0.1mm,则位于粉碎腔内的浆液无法快速的流出,此时,粉碎腔内的压强较大,推料件所承受的负载较大,电机容易因负载过大有可能会烧坏,食品加工机产生的噪音值也较大,并且位于粉碎腔外部的浆液流也因粉碎腔内压强较大而无法再次进入到粉碎腔内继续参与粉碎,从而降低了粉碎装置的粉碎效率,与此同时,出料槽最小宽度过小,也容易引起堵塞出料槽,不利于用户清洗,并且小于0.1mm工业制造精度也很难满足。同样,若L2过大,且大于1mm时,由定齿破碎的物料颗粒与出料槽内壁的挤压及摩擦将会减少,物料颗粒细胞内壁受热而爆裂的机率也将大大降低。因此,细小的颗粒物料未及时得到破碎即由出料槽排出的可能性加大,即使经过多次循环,仍有可能未被破碎完全,因此,存在豆块的可能,同时,若出料槽设置的过大,则相应容积的粉碎腔,所具有的定齿数量也将相应减少,则物料被定齿破碎的概率将大大降低,因此,对于本实施例来说,要求0.1mm≤L2≤1mm,位于该范围内,本实施例的豆浆机循环破碎物料的效率较佳,并且根据研究发现,当L2=0.15mm~0.4mm时,效果最优。需要说明的是,当本实施例中的相邻两个定齿的侧壁平行时,出料槽的宽度均等,此时,所述出料槽的最小宽度即为出料槽的宽度大小。其中,实际设计时,出料槽一般设计成内小外大的方式的效果更加有利于物料的粉碎,并且,进行自动清洗时,出料槽不容易藏渣、藏污,方便清洗。
另外,出料槽的长度对本实施例也有着重要的影响。因为,当出料槽较短时,单个定齿的强度较弱,高速运动的物料有可能瞬间撞碎定齿,同时,出料槽较短,也不利于出料槽的内壁对物料颗粒进行的挤压及摩擦作用,对于物料颗粒的进一步粉碎不能起到相应的作用。而如果出料槽设置的较长,从粉碎腔内高速喷出的浆液流,由于受到出料槽内壁的挤压及摩擦,而能量出现大幅衰减,从而从出料槽喷出的浆液流无法实现自循环到盖体的进料口中再次进入到粉碎腔内,不利于物料的循环粉碎作用。因此,对于本实施例来说,要求出料槽的长度在1.5mm~10mm之间。
还需要说明的是,对于本实施例来说,定齿第一棱边与第二棱边既可以平行设置,也可以不平行设置,当不平行设置时,由相邻定齿形成的出料槽呈锥形结构,其宽度尺寸也将发生变化,此时,要求出料槽的最小宽度尺寸由上至下呈逐渐减小结构。因为,本实施例中推料件靠近于定齿圈的下部,当出料槽下部宽度较小时,有利于定齿破碎物料,出料槽上部宽度较大,有利于粉碎腔内浆液泄压。本发明人根据研究发现,当第一棱边与第二棱边为非平行结构时,要求第一棱边与第二棱边形成的锥角为0~20°,位于该范围内时,在不影响物料粉碎效率的前提下,能够有效的对粉碎腔内的浆液进行泄压,降低推料件承受的负载。
本实施例中,推料件与定齿圈的配合结构为本实施例豆浆机能够实现免滤无渣的重要结构之一。
比如,本实施例的推料件相对定齿圈转动,因此推料件与定齿圈之间需要具有一定的间隙,其中,推料件与定齿圈的平均间隙值设为L1(即是推料板与定齿第二棱边的平均间隙值),本发明人根据研究发现,L1值越小,物料被破碎的细度越细,但同时,电机轴带动推料件转动过程中,由于电机轴摆动及推料件动平衡的作用,运转过程中,推料件很有可能会与定齿撞击,容易存在粉碎装置磨损、损坏的现象,并且现代工业制造中,由于制造精度的限制,及装配过程中,存在着装配公差及装配间隙,因此,实际生产时很难实现L1小于0.1mm。另外,本发明人还发现,L1值越大时,物料被破碎的细度相对变差,推料板与定齿的间隙值相对较大,无法实现推料板与定齿棱边形成对物料的挤压、剪切配合,因此,无法达到本发明人所要求的50目过滤无渣的要求。本发明人根据研究发现,对于本发明来说,L1在0.1mm~1mm范围内时,基本均达到了本发明所能实现的50目过滤无渣的要求,能够具有较好的粉碎效果。其中,L1进一步优选为0.15mm~0.4mm。
还比如,如图3所示,本实施例中,推料件上设置的推料板,其有效高度设为H1,定齿的高度设为H2,其中,要求1mm≤H1≤4mm。本发明人根据研究发现,当H1小于1mm后,推料板的高度较小,此时推料板的作用类似粉碎刀片,仅对物料具有切削粉碎的作用,而无法推动物料做离心旋转运动。并且,本发明人还发现,若H1大于4mm,推料板推动的物料和水的混合物较多,此时电机所承受的负载较大,电机容易过热烧坏,此时,豆浆机对电机的质量要求较高,并且成本也上升较多,并且,电机带动推料件高速旋转的过程中还容易伴随着难以让人忍受的噪音。本发明人发现,当推料板的高度设定为1mm~4mm之间时,基本可以达到消费者正常使用的要求,其中,综合质量、成本及使用情况,本实施例中H1优选为1.5mm~2.5mm。需要说明的是,推料板的有效高度H1是指推料件上,与定齿底部平齐的部位到推料板的顶部表面距离的平均值。也即是,若推料件的底部与定齿的底部平齐,且推料板的顶部表面呈水平结构,则有效高度H1为推料件的底部到推料板的顶部实际距离,若推料板的顶部表面为斜面,则为推料件底部距离推料板顶部斜面高度的平均值。对于本实施例来说,位于粉碎腔内,要求推料板的底部至少要与定齿的底部平齐,因为推料板需要与定齿配合实现对物料的挤压破碎及剪切破碎。当然,对于具有基体部的定齿圈来说,推料板也可以局部位于基体部所在的高度内,也能够实现本实施例的功能,此时,推料板的有效高度H1仍是推料板与定齿的底部平齐处至推料板顶部表面距离的平均值。
同时,本发明人根据研究发现,H1与H2之间也存在着一定的关系,若H1/H2增大,即接近于1时,推料板与定齿的配合面增大,对物料的破碎量及破碎效果也增大,但与此同时,推料板的实际高度增加,推料件所承受的负载也增大,此时,电机负载增大,容易存在电机烧坏现象,同时,也比较容易出现电机空转现象,并且此时整机的噪音也较大,影响消费者的正常制浆操作。另外,H1/H2也不能过小,太小的话,推料板与定齿的配合面减小,物料被破碎的效果也将变差。根据研究,本发明人发现,当1/3≤H1/H2≤5/6时,本发明的食品加工机基本都能达到本发明的免滤无渣的要求,其中,当H1/H2=0.4~0.6时,综合效果较好。
本发明人利用本实施例结构的豆浆机进行豆浆的实验制作,根据电机不同转速下,对制作的豆浆进行过滤称重,得不到同的实验数据结果,如表1、表2所示:
表1: 80g干黄豆制作豆浆过滤称重的实验数据
表2:120g湿黄豆制作豆浆过滤称重的实验数据
需要说明的是,本实验结果是在相同物料量、相同水量的情况下,针对制作的豆浆进行50目、80目、120目、150目、200目的过滤网进行叠加过滤,且静置20分钟之后,分别针对50目、80目、120目、150目、200目所过滤得到的豆渣进行称重。
本发明人根据实验结果的分析发现,物料的性状对粉碎的结果有较大影响,干物料更容易粉碎,因为干物料硬度较高,更容易实现在本发明食品加工机内进行挤压、剪切、碰撞、切削、摩擦等粉碎,而物料经过浸泡之后,韧性较强,且粘性增强,在本发明食品加工机内进行挤压、剪切、碰撞及切削粉碎的效果稍差。并且,本发明人发现,物料被浸泡后,若延长粉碎的时间,经过滤的豆渣数量也会成倍减少。
表3:过滤目数与豆渣粒度的关系
目数 20 30 40 50 60 80 100 120 140 200
粒度(μm) 840 590 420 297 250 178 150 124 104 74
根据过滤目数与豆渣粒度的关系表可以发现,本发明经50目过滤网过滤基本无渣,豆渣平均粒度300μm以下,由于80目过滤后的豆渣量较小,且豆渣平均粒度小于178μm,因此,即使经80目过滤有少量豆渣,对于普度消费者来说,基本不影响口感,饮用时,仍然润滑、细腻,容易入口。
本发明人还发现,对于本实施例来说,若电机转速低于5000r/min,经50目过滤网过滤会存在较多豆渣,不能实现消费者免滤直接饮用的目的,因此,本实施例要求电机转速至少为5000r/min。同时,本发明人还发现,提高电机转速可以大幅提高粉碎的效果,但与此同时,电机的成本上升,且损耗较高,电机产生的噪音也会随之增加。因此,结合粉碎效果及不利因素的考虑,本实施例电机转速优选为8000r/min~30000r/min。需要说明的是,本实施例中所述的电机转速均指电机的负载转速。并且本实施例的豆浆机制作豆浆的时间相比于现有技术中刀片粉碎式的豆浆机制作豆浆的时间更短,本实施例由于电机具有较高转速,粉碎物料的时间更短,一般10分钟以内即可快速制作完热的豆浆饮品,同时粉碎效率更高、粉碎细度更细、饮品口感更加细腻、润滑。本发明人根据研究还发现,推料件在高速旋转的过程中,推料件末端的线速度要求至少大于7m/s,才能够具有足够的推动力推动物料做离心运动,物料才能撞击定齿,并被定齿破碎。同时,本发明人还发现,如果推料件末端的线速度小于7m/s,推料件旋转时将无法产生足够的负压将物料从杯体底部吸入到粉碎腔内,从而物料被定齿破碎的几率也大大的降低,制浆完成甚至仍有整豆的存在。
另外,对于本实施例来说,所述定齿圈也可以具有顶壁,安装时,定齿圈的顶壁直接固定于机头下盖的前端面上,并且,所述粉碎腔由定齿圈的顶壁及定齿合围形成。
需要说明的是,本实施例上述结构的变换及参数的选择也可以适用于本发明的其它实施例。
实施例二:
如图12、图13、图14、图15所示,为本发明第二种实施例的结构示意图。本实施例与实施例一不同之处在于:本实施例中,所述机头下盖11下方设置有连接体5,所述机头下盖11内侧设置有安装座6,所述安装座6底部设置有带内螺纹的安装部61,所述连接体5顶部设置有向上凸起的螺旋部51,所述螺旋部51具有外螺纹,所述螺旋部51穿过机头下盖11与安装部61通过螺纹旋装的方式固定,所述螺旋部51具有中空的安装腔510,所述安装腔510内设置有套装于电机轴上的轴密封件7,所述安装腔510底部具有电机轴穿过的轴孔5100,所述轴密封件7顶部设置有压缩弹簧8,所述压缩弹簧8一端抵压于轴密封件7的顶部,另一端抵持在安装部61的顶壁上,连接体5安装后,压缩弹簧8压紧轴密封件7于安装腔510内将轴孔5100密封,并且连接体5与安装座6将机头下盖11夹紧固定。为了提升机头的密封效果,在位于连接体5与机头下盖11之间还设置有密封件9,可以防止外部水通过连接体5与机头下盖11的间隙进入到机头内,影响机头内电气元器的工作和寿命。另外,位于连接体5的下部侧壁还设置有外螺纹,所述定齿圈41为贯穿结构,定齿圈41顶部的基体部上设置有内螺纹,定齿圈41通过螺纹旋装固定的方式固定于连接体5的侧壁上,安装后,定齿圈41整体位于连接体5的底部,所述粉碎腔410由定齿圈41和连接体5的前端面合围形成。
本实施例中,并且,本实施例中,所述定齿圈41的底部具有向定齿圈中心凸起的集料部419,所述进料口由集料部419的边缘围绕形成。在制浆的过程中,推料件旋转向粉碎腔内吸入物料和水的混合物,并且推料件带动物料做离心运动,物料撞击定齿,撞击的同时,物料会被定齿反弹,而在定齿圈的底部设置集料部,被反弹的物料可以由集料部收集,并继续限定在粉碎腔内进行集中破碎,进一步的提升了物料被破碎的效率。需要说明的是,集料部可以直接与定齿圈一体成型,也可以通过安装的方式安装于定齿圈上,并可以与定齿圈为可拆安装的连接结构,实现集料部、定齿圈的清洗清洗便利性。
本实施例具有实施例一相同的有益效果,此处不再赘述。需要说明的是,本实施例中,所述定齿圈也可以具有顶壁,定齿圈的顶壁可以通过连接体固定于机头下盖上。同时,本实施例中定齿圈固定于连接体的安装方式不限于本实施例中的螺纹旋装,还可以通过磁吸、螺钉固定、卡接固定、焊接、胶粘等多种方式固定。
对于本发明来说,定齿圈与连接体、机头下盖为相对不动的固定状态,当然,定齿圈、连接体、机头下盖任意两者之间也可以为相对活动的固定状态,比如,定齿圈可相对连接体或者相对机头下盖为可周向转动或者轴向移动的状态。同时,对于本实施例来说,连接体也可以直接与机头下盖一体成型,或者连接体通过连接固定的方式固定于机头下盖上。
如图15所示,对于本实施例来说,所述定齿圈的底部的基体部也可以为具有向下延伸的导料部418,该导料部呈喇叭状,由上至下逐渐变大,而进料口411是由导料部418的底部边缘形成围绕形成,此时定齿圈的底部进料口相应变大,这样,推料件可以吸入更多的物料,提升物料被吸入粉碎腔内的效率,相应提升了物料被破碎的效率。
另外,对于本实施例来说,所述推料件的底部表面距离杯体底部内表面的距离为H,其中,要求H=10mm~30mm。本发明人根据研究发现,若H小于10mm,则物料无法被吸入至粉碎腔内,相反,而H大于30mm,位于杯体底部,特别位于杯体底部四周区域,电机轴带动推料件旋转产生负压将物料吸入粉碎腔内的吸力将大大减小,从而物料无法进入到粉碎腔内,致使豆浆机存在破碎不彻底的现象。
对于本实施例的机头下盖来说,既可以单层结构的机头下盖,如单层金属下盖,也可以为双层结构的机头下盖,如内层为塑料下盖,外层为金属下盖的结构。需要说明的是,对于本实施例上述结构的变化也可以适用于本发明的其它实施例。
熟悉本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (9)

1.一种豆浆机,包括机头和杯体,所述机头内设置有电机,所述机头前端设置有粉碎装置,其特征在于:所述粉碎装置包括定齿圈和推料件,所述定齿圈底部具有进料口,所述推料件位于定齿圈所形成的粉碎腔内,所述定齿圈设置于机头的前端,所述推料件固定于电机轴的末端,所述定齿圈具有沿周向布置的多个定齿,相邻两个定齿之间形成有出料槽,所述定齿包括第一棱边、第二棱边和连接第一棱边与第二棱边的定齿面,沿电机轴的旋转方向上,所述第一棱边位于第二棱边的前方,以电机轴中心为圆心,所述第一棱边与第二棱边不在同一圆上,且第一棱边到圆心的距离R1大于第二棱边到圆心的距离R2,所述推料件推动物料旋转运动时,物料撞击第二棱边破碎。
2.根据权利要求1所述豆浆机,其特征在于:0.01mm≤R1-R2≤0.2mm;
或者,所述定齿为矩形齿,所述矩形齿相对电机轴中心偏转设置;
或者,所述定齿面为平面或者凹陷的圆弧面。
3.根据权利要求1至2任一项所述豆浆机,其特征在于:所述推料件包括固定于电机轴上的安装部及固定于安装部上的推料板,所述推料板的有效推料高度为H1,1mm≤H1≤4mm。
4.根据权利要求3所述豆浆机,其特征在于:其中,1.5mm≤H1≤2.5mm;
或者,所述推料板靠近定齿的一端距离定齿的平均间隙为L1,其中,0.1mm≤L1≤1mm;
或者,所述推料件呈叶片状,所述推料板由安装部向定齿一侧延伸形成;
或者,所述安装部呈圆盘状结构,所述推料板相对圆盘的表面竖直方向凸起设置,且推料板的一端位于圆盘的边缘;
或者,所述推料板为多个,且单个推料板的有效长度为L3,所述推料件的旋转半径为R,其中,0.15≤L3/R≤0.8。
5.根据权利要求1至2任一项所述豆浆机,其特征在于:所述机头包括机头上盖和机头下盖,所述定齿圈呈贯穿结构,且定齿圈固定于机头下盖的前端,所述粉碎腔由定齿圈和机头下盖的前端面合围形成;
或者,所述机头包括机头上盖和机头下盖,所述定齿圈具有顶壁,所述定齿圈的顶壁固定于机头下盖的前端面上。
6.根据权利要求1至2任一项所述豆浆机,其特征在于:所述机头包括机头上盖和机头下盖,所述机头下盖下方设置有连接体,所述定齿圈固定于连接体的底部。
7.根据权利要求6所述豆浆机,其特征在于:所述定齿圈为贯穿结构,所述粉碎腔由定齿圈和连接体的前端面合围形成;
或者,所述定齿圈具有顶壁,所述定齿圈的顶壁与连接体固定一体;
或者,所述机头下盖内侧设置有安装座,所述连接体与安装座固定连接,且连接体与安装座将机头下盖的底壁夹紧固定;
或者,所述连接体与机头下盖一体成型;
或者,所述连接体上设置有电机轴穿过的轴孔,连接体的后端位于轴孔处设置有安装腔,轴密封件固定于安装腔内并对轴孔进行密封;
或者,所述机头下盖内侧设置有安装座,所述连接体顶部设置有向上凸起的螺旋部,所述螺旋部穿过机头下盖与安装座螺纹旋装固定,所述螺旋部具有中空的安装腔,所述安装腔内设置有套装于电机轴上的轴密封件,所述安装腔底部具有电机轴穿过的轴孔,所述轴密封件顶部设置有压缩弹簧,压缩弹簧压紧轴密封件于安装腔内将轴孔密封。
8.根据权利要求1至2任一项所述豆浆机,其特征在于:所述定齿圈的底部具有向定齿圈中心凸起的集料部,所述进料口由集料部的边缘围绕形成;
或者,所述定齿圈的底部具有向下延伸的导料部,所述导料部呈喇叭状,由上至下逐渐变大,且导料部的底部边缘形成进料口;
或者,所述定齿圈包括位于定齿圈端部的基体部,所述定齿固定于基体部上;
或者,所述推料件的底部表面距离杯体底部内表面垂直距离为H,其中,10mm≤H≤30mm。
9.根据权利要求1至2任一项所述豆浆机,其特征在于:所述出料槽的最小宽度为L2,其中0.1mm≤L2≤1mm。
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